Ligações Quimicas - Iônica,Covalente e Metálica

Ligações químicas

É impossível se pensar em átomos como os constituintes básicos da matéria sem se pensar em ligações químicas.Afinal,como podemos explicar que porções tão limitadas de matéria, quanto os átomos,possam formar os corpos com que nos deparamos no mundo macroscópico do dia-a-dia.Também é impossível se falar em ligações químicas sem falarmos em elétrons.Afinal,se átomos vão se unir uns aos outros para originar corpos maiores,nada mais sensato do que pensar que estes átomos entrarão em contato entre si. Quando dois átomos entram em contato,o fazem a través das fronteiras das suas eletrosferas,ou seja,de suas últimas camadas.Isso faz pensar que a última camada de um átomo é a que determina as condições de formação das ligações químicas.

   A primeira situação seria entender por que dois ou mais átomos se ligam,formando uma substância simples ou composta. Como, na natureza,os únicos átomos que podem ser encontrados no estado isolado (moléculas monoatômicas) são os gases nobres,logo se pensou que os demais átomos se ligariam entre si tentando alcançar a configuração eletrônica do gás nobre mais próximo deles na tabela periódica.Todos os gases nobres, om exceção do He,possuem 8 elétrons.

  As ligações químicas podem ser classificadas em três categorias:

Ligação iônica  

Como o próprio nome já diz,a ligação iônica  ocorre com a formação de íons.A atração entre os átomos que formam o composto é de origem eletrostática. Sempre um dos átomos perde elétrons,enquanto o outro recebe.O átomo mais eletronegativo arranca os elétrons do de menor eletronegatividade.Ocorre entre metais e não metais e entre metais e hidrogênio.

Ligação covalente simples

É o tipo de ligação que ocorre quando os dois átomos precisam adicionar elétrons em suas últimas camadas.Somente o compartilhamento é que pode assegurar que que estes átomos atinjam a quantidade de elétrons necessária em suas últimas camadas.Cada um dos átomos envolvidos entra com um elétron para a formação de um par compartilhado,que a partir da formação passará a pertencer a ambos os átomos.Ocorre entre não metais e não metais, não metais e hidrogênio e entre hidrogênio e hidrogênio.

O hidrogênio possui somente uma camada contendo um único elétron, compartilhando 1 elétron, atinge a quantidade necessária para a camada K, que é de dois elétrons. Os elétrons compartilhados passam a ser contados para as eletrosferas dos dois átomos participantes da ligação.

Ligação covalente dativa ou coordenada

A existência de algumas moléculas não pode ser explicada simplesmente através da ligação covalente simples.Para estes casos foi formulada a teoria da ligação covalente coordenada. Neste tipo de ligação,um dos átomos que já estiver com última camada completa entra com os dois elétrons do par compartilhado.Este par de elétrons apresenta as mesmas características do da ligação covalente simples,a única diferença é a origem dos elétrons, que é somente um dos átomos participantes da ligação.Os elétrons do par passam a pertencer a ambos os átomos participantes.A ligação covalente coordenada é representada por uma seta que se origina no átomo doador e termina no átomo receptor.

Ligação metálica

É o tipo de ligação que ocorre entre os átomos de metais.Os átomos dos elementos metálicos apresentam forte tendência a doarem seus elétrons de última camada.Quando muitos destes átomos estão juntos num cristal metálico,estes perdem seus elétrons da última camada.Forma-se então uma rede ordenada de íons positivos mergulhada num mar de elétrons em movimento aleatório.Se aplicarmos um campo elétrico a um metal, orientamos o movimento dos elétrons numa direção preferencial,ou seja,geramos uma corrente elétrica.

   

                                                                                  Ass:Fª Taiz Brasilino De Almeida

         

Diversos modelos têm sido desenvolvidos para esclarecer tais dúvidas. Umas das primeiras tentativas de explicar como os átomos se unem para formar as substâncias foi apresentada por Torbern Olof Bergman (1735-1784), cientista suíço, e Marcelin Berthellot (1827-1907), químico francês. Eles relacionaram a tendência de os átomos se ligarem com as forças gravitacionais, ou seja, com a atração provocada pelas massas dos átomos. Por essa lógica, os átomos maiores exerceriam maior atração do que os menores, efetuando ligações mais estáveis. No entanto não é isso que acontece na prática. Outros modelos foram desenvolvidos, alguns foram esquecidos e outros, embora incorretos, são usados para explicar alguns processos químicos básicos. 

Ligação Iônica

Uma ligação iônica é consequência da atração eletrostática entre íons com cargas opostas. Isto significa que é necessário entender as mudanças de energia que acompanham a formação dos íons e as interações entre eles. Um ponto importante é que um sólido iônico não se mantém junto por ligações entre pares específicos de íons: todos os cátions interagem mais ou menos com todos os ânions, todos os cátions repelem-se uns aos outros e todos os ânions repelem-se uns aos outros. Uma ligação iônica é uma característica do cristal como um todo, e o abaixamento líquido de energia leva em conta todo o cristal. Um sólido iônico é um conjunto de cátions e Ânions empacotados em um arranjo regular.

No caso do cloreto de sódio, os íons sódio alternam-se com íons cloreto, e um grande número de íons de cargas opostas se alinham nas três dimensões.

A energia necessária para a formação de ligações iônicas é fornecida, em sua maior parte, pela atração coulômbica entre íons de cargas opostas. O modelo iônico é uma boa descrição entre não-metais e metais (Ametal + Metal), particularmente no caso dos metais do bloco s.

O termo ligação iônica refere-se às forças eletrostáticas que existem entre íons de cargas de sinais contrários. Podemos definir como a união entre átomos, depois que um átomo transfere definitivamente um, dois ou mais elétrons a outro átomo. Os íons devem ser formados a partir de átomos pela transferência de um ou mais elétron de um átomo para outro.

As propriedades dos compostos iônicos são: apresentam-se como sólidos Cristalinos; apresentam altos pontos de fusão e ebulição; são bons condutores de corrente elétrica quando fundidos ou em meio aquoso; Possuem alta solubilidade em água.

Ligação Covalente

Como os não metais não formam cátions monoatômicos, a natureza das ligações entre átomos de não-metais desconcertou os cientistas até 1916, quanto Lewis encontrou uma explicação. Com intuição brilhante, e antes do desenvolvimento da mecânica quântica ou do conceito de orbitais, Lewis propôs que uma ligação covalente é um par de elétrons compartilhados por dois átomos. Para Lewis um par de elétrons é compartilhado por dois átomos, isto é, os elétrons interagem com os dois núcleos.

A ligação covalente resulta do compartilhamento de elétrons entre dois átomos. Os exemplos mais familiares de ligação covalente são vistos nas interações entre elementos não-metálicos.

Tipos de ligações

As ligações podem ser simples ou Sigma (σ), Pi (π ) e Coordenada (Dativa). A Ligação Sigma (σ): Entre dois átomos só pode haver uma ligação Sigma, pois entre dois núcleos só existe um eixo internuclear. Ex: H₂ ( s − s ) Cl₂ ( p – p ). As ligações sigma permitem livre rotação, um átomo pode girar independentemente em relação ao outro. A ligação mais estável é axial, ou seja, ocorre no outro eixo intermolecular. É uma ligação forte. Exemplos: HCl; H₂O; F₂; NH₃.

Ligações Múltiplas – Ligação Pi (π): São laterais, só podem ocorrer entre orbitais “p” que estejam perpendiculares ao eixo sigma e paralelas entre si. Ex: O₂; N₂; CO₂; HCN. Ligação Covalente Coordenada: Quando apenas um dos átomos contribui com os dois elétrons para a formação do par eletrônico. (Par eletrônico formado por elétrons de um só átomo). Na ligação covalente coordenada – antigamente essa ligação era chamada de dativa e era representada por uma seta (→), mas essa nomenclatura e representação estão em desuso – o átomo que se estabiliza primeiro fornecerá pares eletrônicos até estabilizar os demais. Este tipo de ligação ocorre, por exemplo, nas moléculas: SO₂; SO₃; H₂SO₄; H₃PO₄.

Ligação metálica

As ligações metálicas são encontradas em metais como cobre, ferro e alumínio. Nesses metais cada átomo está ligado a vários átomos vizinhos. Os elétrons ligantes estão relativamente livres para mover-se pela estrutura tridimensional do metal. As ligações metálicas dão origem a tais propriedades metálicas como altas condutividades elétricas e brilho.

Propriedades dos metais: Brilho metálico; Condutividade térmica e elétrica elevadas; Densidade elevada; Pontos de fusão e ebulição elevados; Maleáveis (podem formar chapas); Dúcteis (podem se transformar em fios); Podem ser moldados; São condutores de eletricidade – inclusive no estado líquido.

Conceito de Ligações Químicas

Como sabemos, os átomos se ligam a outros para completarem suascamadas de valencia. Se você não está lembrando, camada de valência é a última camada da eletrosfera do átomo e ela é considerada completa se possuir oito elétrons (para átomos com mais de uma camada) ou dois elétrons (para átomos com uma única camada). Assim, desde que sua camada não esteja completa, ele irá se ligar a outros átomos para tentar completá-la.

Vamos fazer uma suposição: as pessoas só são felizes se possuirem uma bicicleta. Você não possui a bicicleta e ela custa R$ 100,00, mas você só tem R$ 50,00. Você tem um irmão pequeno, de mais ou menos dois anos, que possui R$ 50,00 e também não tem bicicleta. Para poder adquirir uma bicicleta e ficar feliz, você propõe a ele uma sociedade em que cada um entra com R$ 50,00 e poderão usar a bicicleta.

Proposta aceita, a bicicleta é comprada mas, deixando a hipocrisia de lado, você vai andar na bicicleta e seu irmão não, já que você é muito mais forte do que ele. Ele não conseguirá tomá-la à força, mas certamente passará o resto de sua vida atrás de você pedindo insistentemente: "Posso andar? Posso andar?"

Outra suposição: seu irmão tem a mesma idade e estatura que você. Vocês poderão fazer uma sociedade para comprar a bicicleta, mas você terá que deixá-lo andar de vez em quando - e ele a você - senão vira e mexe alguém levará um soco.

Com os átomos a coisa é mais ou menos parecida. Um átomo com camada de valência incompleta chega perto de outro átomo também incompleto e propõe uma "sociedade eletrônica". Se um deles for muito mais forte que o outro, ele roubará o elétron necessário e não deixará que seu "sócio" o compartilhe. Se essa diferença de força não for tão grande, embora um tente roubar o outro, não conseguirão e serão obrigados a compartilhar o elétron em uma sociedade mais justa.

  (fonte:portal uol educação)

                                            por Nathalia Sousa