Ligações Iônica, Covalente, Simples, Dupla, Tripla e Dativa


A diversidade de materiais na Terra está intimamen­te ligada ao poder de combinação dos átomos. Mesmo os materiais mais essenciais – como água e gás oxigé­nio – ou os mais específicos – como hormônios regula­dores – são combinações de átomos.

Mas, por que os átomos se combinam?

Para responder a essa questão, vale a pena analisar o comportamento dos gases nobres.

Estabilidade química dos gases nobres

Ligações Iônica

Os gases nobres, de modo natural, apresentam-se iso­lados e não se combinam entre si, muito menos com áto­mos de elementos diferentes. Observando a camada de valência de cada gás nobre, nota-se que todos apresen­tam oito elétrons na última camada. Surge então a re­gra do octeto.

Observação

A exceção à regra acima é o gás hélio, que apre­senta dois elétrons na última camada e, portanto, não participa da regra do octeto. O átomo encontra estabilidade quando tem oito elétrons na camada de valência, ou seja, assim que adquire camada de valência igual à do gás nobre mais próximo. Para os átomos que apresentam a camada K, a estabili­dade é alcançada com dois elétrons. Esta é a regra do dueto.

Tendência dos elementos

Os elementos metálicos, que apresentam de l a 3 elétrons na camada de valência, tendem a perdê-los, transformando-se em íons de carga positiva, chamados de cátions.

Os elementos ametálicos, que possuem de 4 a 7 elétrons, tendem a ganhar elétrons (o quanto falta para oito), transformando-se em íons de carga negativa, cha­mados de ânions.

O hidrogênio, que tem um elétron na última cama­da, tende a receber um elétron para completar sua ca­mada K. O carbono, que é um ametal, tem quatro elétrons em sua camada de valência. Por ser um ametal, apresenta alta energia de ionização, ou seja, maior força de atração núcleo – elétrons. Portanto, o carbono tende a receber quatro elétrons para completar sua camada de valência.

Ligação iônica

A ligação iônica – ou heteropolar – ocorre entre um cátion e um ânion. Considerando a classificação dos ele­mentos, chega-se às seguintes combinações:

metal x ametal metal x H

Segundo Linus Pauling, uma ligação é predominantemente iônica quando a diferença de eletronegatividade entre os elementos é superior a 1,7.
Na ligação iônica, o elemento metálico cede elétrons e o ametálico recebe os elétrons. Ou seja, há uma trans­ferência de elétrons entre os elementos. Observe o exem­plo de ligação entre o Al (Z = 13) e o F (Z = 9).
M: Is22s22p63s23p»
CV = 3 elétrons => perder 3 elétrons.
F: Is22s22p5
CV = 7 elétrons => ganhar l elétron.
perder x ganhar = iônica

A ligação se estabelece por transferência de elétrons. Como o átomo de alumínio tem de perder 3 elétrons e o átomo de flúor tem de ganhar l elétron, a proporção de combinação entre eles é de um átomo de alumínio para 3 de flúor. Observe a formação do composto:

Nesse composto, o átomo de alumínio perde seus três elétrons da valência, transformando-se em um cátion e adquirindo camada de valência igual à do gás nobre mais próximo, o neônio. Observe a distribuição eletrônica do íon:

O átomo de flúor ganha um elétron, transformando-se em um ânion e adquirindo camada de valência igual à do gás nobre mais próximo, o neônio.
Observe a distribuição eletrônica do íon: 3+: Is22s22p6 CV = 8 elétrons

Ligação covalente

A ligação covalente, molecular ou homopolar ocorre entre dois átomos ametálicos. Em termos de combina­ção, há as seguintes possibilidades:

Obtenção direta da fórmula química do composto

É possível obter a fórmula química do composto sem a fórmula eletrônica de Lewis. Basta aplicar o seguinte esquema:

Fórmula química do composto: MxAy
Por este esquema, tem-se que
•         M = metal;
•         x = número de elétrons na camada de valênciado metal;
•         A = ametal;
•         y = número de elétrons que o ametal deve rece­ber para completar oito elétrons na camada de valência (8 – CV).

Tome como exemplo a fórmula química do compos­to iônico formado por Na (Z = 11) e S (Z = 16).
Na: Is22s22p63s’
CV = l elétron => perder l elétron => x = l
S: Is22s22p63s23p4
CV = 6 elétrons => ganhar 2 elétrons => x = 2
perder x ganhar = iônica

ametal x ametal ametal x H

Segundo Linus Pauling, uma ligação é predominantemente covalente quando a diferença de eletronegatividade entre os átomos é inferior a 1,7.
A ligação covalente é estabelecida pelo comparti­lhamento de um par de elétrons, que devem apresentar spins opostos entre os átomos. Esse par estabelece a li­gação covalente.

Simples ligação

Ocorre uma simples ligação entre dois átomos quan­do estes compartilham apenas um par de elétrons. Veja o exemplo da formação do Hr
H (Z – 1): Is1 CV = l elétron Ganha l elétron
adquire camada K com 2 elétrons.

Como cada átomo precisa de um elétron, são neces­sários dois átomos de hidrogênio para formar a molécula. Observe na ilustração a seguir a união entre os átomos de H.

Repare que o índice “l” não precisa ser escrito. Fórmula química do composto: Na2S

Propriedades dos compostos iônicos

Um composto é considerado iônico quando apresen­ta ligação iônica, independentemente do número de liga­ções covalentes que tem. Os compostos iônicos, de modo geral, apresentam as seguintes características:
•         elevadas temperaturas de fusão e ebulição;
•         à temperatura ambiente, são sólidos, brancos e cristalinos;
•         são solúveis em água;
•         suas soluções aquosas são condutoras de eletricidade.

Fórmula eletrônica de Lewis – mostra o par de elétrons compartilhados entre os átomos.
Fórmula estrutural – para cada par de elétrons compartilhados, coloca-se um traço representati­vo.
Fórmula molecular — mostra o número de áto­mos de cada elemento que forma a molécula, ou seja, sua atomicidade.

Dupla ligação

Uma dupla ligação é estabelecida entre dois átomos quando eles compartilham dois pares de elétrons. Ob­serve o exemplo da formação da molécula de O2.
O (Z = 8): Is22s22p4 CV = 6 elétrons
Ganha 2 elétrons => adquire oito elétrons na camada de valência.

Como cada átomo precisa de dois elétrons, são ne­cessários dois átomos de oxigênio para formar a molé­cula. Observe a seguir a fórmula eletrônica de Lewis, a fórmula estrutural e a fórmula molecular.

Propriedades dos compostos moleculares

Um composto é considerado molecular quando apresenta somente ligações covalentes. Os compostos iônicos, de modo geral, apresentam as seguintes características:
•         baixas temperaturas de fusão e ebulição;
•         à temperatura ambiente, podem ser sólidos, lí­quidos ou gasosos;
•         são insolúveis em água;
•         não são condutores elétricos em nenhuma situação.

Tripla ligação

Uma tripla ligação é estabelecida entre dois átomos quando eles compartilham três pares de elétrons. Ob­serve o exemplo da formação da molécula de N2.
N (Z = 7): Is22s22p3 CV = 5 elétrons
Ganha 3 elétrons => adquire oito elétrons na camada de valência.

Como cada átomo precisa de três elétrons, são ne­cessários dois átomos de nitrogénio para formar a molé­cula. Observe a seguir a fórmula eletrônica de Lewis, a fórmula estrutural e a fórmula molecular.

Ligação coordenada ou dativa

É um caso particular de ligação covalente e ocorre quando um átomo tem camada de valência completa e apresenta par ou pares de elétrons disponíveis para com­partilhar com outro que apresente a falta de um par de elétrons. Note que o par de elétrons compartilhados é oriundo de apenas um dos átomos do par. Veja o exem­plo na formação do SO2.

Observação
O flúor, por sua elevada eletronegatividade, não realiza ligações dativas.