Ligações Químicas: Tipos, Classificação e Características


Introdução

Podemos facilmente observar que, ao nosso redor, existem materiais que se apresentam nos estados sólido (ferro), líquido (água), gasoso (oxigênio), bons condutores de eletricidade (cobre), isolantes elétricos (borracha), duros (diamante), moles (grafite) etc. Essas inúmeras diferenças de propriedades serão justificadas pelas diversas maneiras com que os átomos que constituem essas substâncias se associam. A estas associações chamaremos de Ligações Químicas.

Ligações Químicas

Observação:

Existem algumas exceções à regra do Octeto, que vamos conhecer em nossas aulas futuras. Assim, para que um átomo adquira estabilidade ele poderá: perder elétrons ou ganhar elétrons. Dependendo de como o átomo adquire estabilidade, apresentam-se diferentes tipos de ligações: ligação iônica, eletrovalente ou heteropolar. ligação covalente, molecular ou homopolar. ligação metálica.

Ligação Iônica (Eletrovalente ou Heteropolar)

A ligação iônica é a ligação que ocorre entre íons (cátion e ânion). Quando um metal perde elétrons, transformando-se em cátion, e o não-metal ganha esses elétrons, transformando-se em ânion, é estabelecida entre cátion e ânion uma atração eletrostática denominada LIGAÇÃO IÔNICA. No início do século, os cientistas Kossel (Alemanha) e Lewis (EUA) observaram que a maioria dos elementos químicos se associam com o objetivo de adquirir configurações eletrônicas, na camada de valência, semelhantes às dos gases nobres. Exemplos: 02, C02, H20, S02 etc.

Como os gases nobres apresentam oito elétrons na última camada (camada de valência) essa ideia ficou conhecida como: REGRA DO OCTETO. A única exceção é o He com dois elétrons na última camada. Somente os gases nobres nas condições ambientes (25° C e l atm) apresentam-se na forma de átomos isolados.
Observe a configuração eletrônica dos gases nobres. Logo, os átomos ligam-se com a finalidade de adquirir a estabilidade química, imitando na sua grande maioria a configuração dos gases nobres e, consequentemente, formando os compostos da nossa Química.

Assim, a ligação iônica:
a) ocorre sempre entre metal, que tem tendência de ceder elétrons, e um não-metal, que tem a tendência a receber elétrons.
b) ocorre entre hidrogênio e metais alcalinos ou alcalinos-terrosos.

Fórmula eletrônica ou estrutura de Lewis

Podemos apresentar a ligação iônica pela estrutura de Lewis, a qual é representada pelos elétrons de valência ao redor do símbolo.

COMO OBTER A FORMULA DE UM COMPOSTO IÔNICO?

Um método para obtermos a fórmula de um composto iônico pode ser dado pelo exemplo: Composto: óxido de alumínio O : Z = 8        KL       1 átomo O ganha 2e~.

Características dos compostos iônicos

a) devido à grande força de atração entre os íons, todo composto iônico é sólido, nas condições ambientais.
b) todo composto iônico tem altos pontos de fusão e ebulição.
c) no estado sólido não conduzem eletricidade. Em solução aquosa e fundidos conduzem.
d) a ligação entre íons resulta num retículo cristalino iônico.

Ligação covalente (Molecular ou homopolar)

É aquela que ocorre entre átomos que precisam ganhar elétrons. Como os átomos que fazem ligação covalente não querem perder elétrons, eles compartilham pares de elétrons localizados em orbitais moleculares, que são resultantes da interpenetração de orbitais atômicos. A ligação covalente ocorre quando:

1. Se ligam os elementos SEMIMETAIS e NÃO-METAIS (4 ou mais de 4 elétrons na camada externa).
2. HIDROGÊNIO se liga a um NÃO-METAL.
3. A DIFERENÇA DE ELETRONEGATIVIDADE entre os elementos for menor que 1,7.
4. HIDROGÊNIO com HIDROGÊNIO.

Ligação covalente normal

Cada átomo participa com um elétron na formação da ligação covalente. A ligação covalente normal pode ser classificada em polar e apolar.

Ligação covalente apolar

Ocorre quando se ligam, por compartilhamento de elétrons, átomos não-metálicos iguais. Exemplo: Na molécula do gás cloro, CI2. O par de elétrons da ligação fica equidistante dos átomos de cloro pelo fato de terem a mesma eletronegatividade. Com isso, a densidade eletrônica será igual para os dois átomos e não haverá a existência de polos. Portanto, a molécula será apolar.

Na molécula de HCI, o par de elétrons da ligação está deslocado para o átomo de cloro, por ser este mais eletronegativo. Com isso, o átomo de cloro cria uma “polarização” negativa e o hidrogênio, uma “polarização” positiva. Logo, tem-se uma extremidade “positiva” e outra “negativa”. Assim, a molécula é polar.

Quanto maior a diferença de eletronegatividade entre os elementos que se ligam, maior é a polaridade da ligação. Na ligação covalente apolar, o par de elétrons compartilhado distribui-se uniformemente entre os dois átomos. Ocorre quando se ligam, por compartilhamento de elétrons, átomos não-metálicos diferentes. Na ligação covalente polar, o par de elétrons compartilhado distribui-se, ficando mais próximo do átomo mais eletronegativo.

Ligação covalente coordenada

Ocorre quando um dos átomos já possui estrutura estável (configuração de gás nobre) e o outro necessita de um ou mais pares eletrônicos. Acontece, então, um “empréstimo” de um ou mais pares eletrônicos, desde que estes não estejam envolvidos em outra ligação. Exemplos: a)     Molécula do S02

A interpolação de dois orbitais atómicos incompletos formam um orbital molecular completo. Existem várias espécies de orbitais moleculares, dentre eles sigma (o) e pi(7i). O orbital molecular a é formado pela interpenetração dos dois orbitais atómicos em um mesmo eixo, conforme esquematizado na figura. Exemplo: b)     Molécula do SÓ

Importante

Na montagem da estrutura de ácidos oxigenados: Nunca ligar oxigênio com oxigênio. Eles devem estar separados pelo(s) átomo(s) não-metálico(s). O hidrogênio ionizável está sempre ligado em oxigênio. Exemplos: Ácido Nítrico: HNO3 e Ácido Sulfúrico: H2SO4. O orbital molecular pi é formado pela aproximação paralela de dois orbitais atômicos.

Observação:
a)         para que ocorra uma ligação n, é necessário que entre os átomos já exista a ligação o.
b)         a ligação n é mais fraca que a ligação o.
c)         se a ligação entre dois átomos for simples, ela será a, quando ocorrer uma dupla ligação, uma será a e a outra será ti e em uma ligação tripla uma será a e duas serão n.

Regra prática

Ligações simples – é sempre uma ligação o.
Ligação dupla – uma ligação é a e a outra é ti.
Ligação tripla – uma ligação é s e as outras duas são n.