LIGAÇÕES QUÍMICAS
As ligações químicas correspondem à união dos átomos para a formação das moléculas. Em outras palavras, as ligações químicas acontecem quando os átomos reagem entre si.
São classificadas em: ligação iônica, ligação covalente, ligação covalente dativa e ligação metálica.
Teoria do Octeto
Na Teoria do Octeto, criada por Gilbert Newton Lewis (1875-1946), químico estadunidense e Walter Kossel (1888-1956), físico alemão, surgiu a partir da observação de alguns gases nobres e algumas características como por exemplo, a estabilidade desse elementos preenchidas por 8 elétrons na Camada de Valência.
A partir disso, a "Teoria ou Regra do Octeto" postula que um átomo adquire estabilidade quando possui 8 elétrons na camada de valência (camada eletrônica mais externa), ou 2 elétrons quando possui apenas uma camada.
Para tanto, o átomo procura sua estabilidade doando ou compartilhando elétrons com outros átomos, donde surgem as ligações químicas.
Saiba mais sobre a Teoria do Octeto.
Tipos de Ligações Químicas
Ligação Iônica
Também chamada de ligação eletrovalente, esse tipo de ligação é realizada entre íons (cátions e ânions), daí o termo "ligação iônica".
Os Íons são átomos que possuem uma carga elétrica por adição ou perda de um ou mais elétrons, portanto um ânion, de carga elétrica negativa, se une com um cátion de carga positiva formando um composto iônico por meio da interação eletrostática existente entre eles.
Exemplo: Na+Cl- = NaCl (cloreto de sódio ou sal de cozinha)
Ligação Covalente
Também chamada de ligação molecular, as ligações covalentes são ligações em que ocorre o compartilhamento de elétrons para a formação de moléculas estáveis, segundo a Teoria do Octeto; diferentemente das ligações iônicas em que há perda ou ganho de elétrons.
Além disso, os pares eletrônicos é o nome dado aos elétrons cedido por cada um dos núcleos, figurando o compartilhamento dos elétrons das ligações covalentes.
Como exemplo, observe a molécula de água H2O: H - O - H, formada por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio em que cada traço corresponde a um par de elétrons compartilhado formando um molécula neutra, uma vez que não há perda nem ganho de elétrons nesse tipo de ligação.
Ligação Covalente Dativa
Também chamada de ligação coordenada, a ligação covalente dativa é semelhante à dativa, porém ela ocorre quando um dos átomos apresenta seu octeto completo, ou seja, oito elétrons na última camada e o outro, para completar sua estabilidade eletrônica necessita adquirir mais dois elétrons.
Representada por uma seta um exemplo desse tipo de ligação é o composto dióxido de enxofre SO2: O = S → O
Isso ocorre porque é estabelecida uma dupla ligação do enxofre com um dos oxigênios a fim a de atingir sua estabilidade eletrônica e, além disso, o enxofre doa um par de seus elétrons para o outro oxigênio para que ele fique com oito elétrons na sua camada de valência.
Ligação Metálica
É a ligação que ocorre entre os metais, elementos considerados eletropositivos e bons condutores térmico e elétrico. Para tanto, alguns metais perdem elétrons da sua última camada chamados de "elétrons livres" formando assim, os cátions.
A partir disso, os elétrons liberados na ligação metálica formam uma "nuvem eletrônica", também chamada de "mar de elétrons" que produz uma força fazendo com que os átomos do metal permaneçam unidos. Exemplos de metais: Ouro (Au), Cobre (Cu), Prata(Ag), Ferro (Fe), Níquel (Ni), Alumínio (Al), Chumbo (Pb), Zinco (Zn), entre outros.
Exercicios
01- Abaixo temos as fórmulas de Lewis para átomos de cinco elementos químicos.
Fórmulas eletrônicas de Lewis para alguns elementos
Podemos afirmar que a única estrutura que não se forma é:
a) HCl
b) Cl2
c) H2O
d) NH3
e) HC4
Resposta:
Alternativa “e”.
A ligação entre os átomos de hidrogênio e carbono formam a seguinte fórmula molecular: CH4. O hidrogênio possui um elétron e precisa receber mais um para ficar estável, por isso cada um de seus átomos só realiza uma ligação covalente. Já o carbono possui quatro elétrons e precisa de mais quatro para ficar estável, fazendo quatro ligações. Assim, é necessário que quatro átomos de hidrogênio se liguem a um de carbono para que todos fiquem estáveis:
02-O elemento “A” possui número atômico igual a 6, enquanto o elemento “B” possui número atômico igual a 8. A molécula que representa corretamente o composto formado por esses dois elementos é:
a) AB
b) BA
c) A2B
d) AB2
e) B2A
Resposta:
Alternativa “d”.
Por meio da distribuição eletrônica de cada elemento, descobrimos a que família pertencem, quantos elétrons eles possuem na sua camada de valência e, consequentemente, quantas ligações covalentes cada um realiza:
6A: 2 – 4
8B: 2 – 6
Assim, o elemento A é da família 14, possuindo 4 elétrons na camada de valência e precisando receber mais 4 elétrons para ficar estável. O elemento B da família 16 possui 6 elétrons na camada de valência e precisa realizar duas ligações para ficar estável. Assim, temos:
Portanto, a fórmula molecular nesse caso é: AB2. Visto que o A é o átomo central ele vem primeiro.
Se olharmos na Tabela Periódica, veremos que o elemento A é o carbono e o elemento B é o oxigênio. Então, a fórmula é: CO2.
03-(UFU-MG) O fosgênio (COCl2), um gás, é preparado industrialmente por meio da reação entre o monóxido de carbono e o cloro. A fórmula estrutural da molécula do fosgênio apresenta:
a) uma ligação dupla e duas ligações simples.
b) uma ligação dupla e três ligações simples.
c) duas ligações duplas e duas ligações simples.
d) uma ligação tripla e duas ligações simples.
e) duas ligações duplas e uma ligação simples.
Resposta:Alternativa “a”.
Como se pode ver na sua fórmula abaixo, o fosfagênio apresenta uma ligação dupla e duas ligações simples:
04-(PUC – PR-1999) Dados os compostos:
I – Cloreto de sódio
II – Brometo de hidrogênio
III – Gás carbônico
IV – Metanol
V – Fe2O3
apresentam ligações covalentes os compostos:
a) I e V
b) III e V
c) II, IV e V
d) II, III e IV
e) II, III, IV e V
Resposta
I – Cloreto de sódio (NaCl) é um composto formado pela ligação iônica de um átomo de sódio (Na) e um átomo de (Cl). Temos uma ligação iônica porque o sódio é um metal alcalino, que tem característica de perder um elétron e o cloro é um halogênio, que ganha um elétron.
II – Brometo de hidrogênio (HBr) é um composto formado pela ligação covalente entre um átomo de hidrogênio (H) e um de bromo (Br). A ligação covalente acontece porque ambos tem a tendência de ganhar um elétron, havendo assim o compartilhamento de elétrons.
III – Gás carbônico (CO2) ou dióxido de carbono é um composto formado por ligações covalentes entre dois átomos de oxigênio (O) e um átomo de carbono. O átomo de carbono compartilha seus quatro elétrons da camada de valência, enquanto os dois oxigênios compartilham dois elétrons cada, formando duas ligações duplas.
IV – Metanol (CH3OH) é um álcool formado por ligações covalentes entre um átomo de carbono, quatro de hidrogênio e um de oxigênio.
V – Fe2O3 é um óxido formado por ligações iônicas entre dois átomos de ferro (Fe) e três átomos de oxigênio (O). Cada átomo de ferro doa 3 elétrons e cada átomo de oxigênio recebe 2 elétrons.
Os composto que apresentam ligações covalentes são o brometo de hidrogênio (II), o gás carbônico (III) e o metanol (IV), sendo assim a alternativa que contém a resposta correta é a letra d.
05-Abaixo temos as fórmulas de Lewis para átomos de cinco elementos químicos.
Podemos afirmar que a única estrutura que não se forma é:
a) HCl
b) Cl2
c) H2O
d) NH2
e) HC2
Resposta
A única estrutura que não se forma é a letra (e), onde temos a ligação de 4 carbonos e um hidrogênio. Vamos analisar, o carbono é do grupo 14 e precisa ganhar 4 elétrons para completar o octeto e o hidrogênio é do grupo 1 e precisa ganhar 1 elétron para ficar com a estrutura semelhante ao do Hélio. Desta forma, não tem como essa molécula existir pois os carbonos precisariam de 16 elétrons no total e o hidrogênio tem apenas um elétron para compartilhar.
05-O fosgênio (COCl2), um gás, é preparado industrialmente por meio da reação entre o monóxido de carbono e o cloro. A fórmula estrutural da molécula do fosgênio apresenta:
a) uma ligação dupla e duas ligações simples.
b) uma ligação dupla e três ligações simples.
c) duas ligações duplas e duas ligações simples.
d) uma ligação tripla e duas ligações simples.
e) duas ligações duplas e uma ligação simples.
Resposta
Temos uma molécula formada por átomo de carbono, que precisa ganhar 4 elétrons, um oxigênio que precisa ganhar 2 elétrons e dois átomos de Cl que precisam ganhar 1 elétron cada. Então a molécula em questão apresenta o átomo de carbono ao centro com duas ligações covalentes simples com os átomos de cloro e uma ligação covalente dupla com o átomo de oxigênio, de acordo com a estrutura abaixo:
Temos a presença de duas ligações simples e uma ligação dupla, desta maneira a alternativa que contém a resposta correta é a letra a.
06-À molécula de água, H2O, pode-se adicionar o próton H+, produzindo o íon hidrônio H3O+.
No hidrônio, quantos pares de elétrons pertencem, no total, tanto ao hidrogênio quanto ao oxigênio?
a) 1.
b) 2.
c) 3.
d) 4.
e) 6.
Resposta
Bom, pela estrutura apresentada podemos ver que três pares de elétrons estão sendo compartilhado entre o oxigênio e os hidrogênios. Portanto, a alternativa que contém a resposta correta é e letra c.
07- Os átomos de certo elemento químico metálico possuem, cada um, 3 prótons, 4 nêutrons e 3 elétrons. A energia de ionização desse elemento está entre as mais baixas dos elementos da Tabela Periódica. Ao interagir com halogênio, esses átomos têm alterado o seu número de:
a) prótons, transformando-se em cátions.
b) elétrons, transformando-se em ânions.
c) nêutrons, mantendo-se eletricamente neutros.
d) prótons, transformando-se em ânions.
e) elétrons, transformando-se em cátions.
Resposta
Os elementos químicos metálicos quando reagidos com os halogênios, perdem elétron transformando-se em cátions, que são espécies carregadas positivamente. Portanto a alternativa que contém a resposta certa é a letra e.
08- Os elétrons que diferenciam o cálcio (Z = 20) de seu cátion bivalente estão situados no subnível:
a) 3s
b) 3p
c) 4s
d) 3d
e) 4p
09- Um orbital que pertence a um só átomo denomina-se:
a) orbital atômico
b) orbital s
c) orbital molecular
d) orbital sigma
e) orbital pi
10- “Para a formação da ligação, duas condições são necessárias: um par de elétrons com spins opostos e um orbital estável em cada átomo. A força de ligação é qualitativamente proporcional à interpenetração das nuvens de carga dos dois átomos.”
O texto refere-se à ligação:
a) iônica
b) metálica
c) covalente
d) por forças de Van der Waals
e) por pontes de hidrogênio
11-Faça a distribuição eletrônica fundamental de cada elemento (H = 1; S = 16)
Resposta:
1 H – 1s1
16 S – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
