Ligação Química

Ligação química – O que é

A ligação química acontece quando dois ou mais átomos se unem para formar uma molécula. É um princípio geral da ciência que todos os sistemas tentarão atingir seu nível de energia mais baixo, e a ligação química só ocorrerá quando uma molécula pode se formar com menos energia do que seus átomos não combinados.

Os três principais tipos de ligação são: iônica, covalente e metálica.

Todos eles envolvem elétrons que se movem entre os átomos de várias maneiras. Outro tipo, muito mais fraco, é a ligação de hidrogênio.

Estrutura atômica

Os átomos consistem em um núcleo contendo prótons carregados positivamente, que é cercado por um número igual de elétrons carregados negativamente. Normalmente, portanto, eles são eletricamente neutros. Um átomo pode, entretanto, perder ou ganhar um ou mais elétrons, dando a ele uma carga positiva ou negativa. Quando alguém tem uma carga elétrica, é chamado de íon.

Íons são átomos com cargas elétricas negativas ou positivas

São os elétrons que estão envolvidos nas ligações químicas. Essas partículas são organizadas em conchas que podem ser consideradas como existindo a distâncias crescentes do núcleo. Geralmente, quanto mais longe do núcleo estão as cascas, mais energia elas têm. Existe um limite para o número de elétrons que podem ocupar uma camada. Por exemplo, o primeiro shell, mais interno, tem um limite de dois e o próximo shell um limite de oito.

Na maioria dos casos, são apenas os elétrons da camada mais externa que participam da ligação. Esses são freqüentemente chamados de elétrons de valência. Como regra geral, os átomos tendem a se combinar uns com os outros de forma que todos eles alcancem camadas externas completas, já que essas configurações geralmente têm menos energia.

Um grupo de elementos conhecidos como gases nobres – hélio, néon, argônio, criptônio, xenônio e radônio – já possuem camadas externas completas e, por isso, normalmente não formam ligações químicas.

Outros elementos geralmente tentarão alcançar uma estrutura de gás nobre dando, aceitando ou compartilhando elétrons com outros átomos.

As ligações químicas são às vezes representadas por algo chamado estrutura de Lewis, em homenagem ao químico americano Gilbert N. Lewis. Em uma estrutura de Lewis, os elétrons de valência são representados por pontos fora dos símbolos químicos dos elementos em uma molécula. Eles mostram claramente onde os elétrons se moveram de um átomo para outro e onde são compartilhados entre os átomos.

Ligação iônica

Esse tipo de ligação química ocorre entre metais, que facilmente liberam elétrons, e não metais, que desejam aceitá-los. O metal fornece os elétrons em sua camada mais externa incompleta para o não-metal, deixando essa camada vazia para que a camada inteira abaixo se torne sua nova camada mais externa. O não-metal aceita elétrons para preencher sua camada mais externa incompleta. Desta forma, ambos os átomos alcançaram camadas externas completas. Isso deixa o metal com uma carga positiva e o não-metal com uma carga negativa, então eles são íons positivos e negativos que se atraem.

Um exemplo simples é o fluoreto de sódio. O sódio tem três camadas, com um elétron de valência na parte externa. O flúor tem duas camadas, com sete elétrons nas mais externas. O sódio dá seu único elétron de valência ao átomo de flúor, de forma que o sódio agora tem duas camadas completas e uma carga positiva, enquanto o flúor tem duas camadas completas e uma carga negativa. A molécula resultante – fluoreto de sódio – apresenta dois átomos com camadas externas completas unidas por atração elétrica.

Ligação covalente

Os átomos de não metais combinam-se uns com os outros compartilhando elétrons de tal forma que reduzem seu nível geral de energia. Isso geralmente significa que, quando combinados, todos eles têm camadas externas completas. Para dar um exemplo simples, o hidrogênio tem apenas um elétron, em sua primeira – e única – camada, o que o deixa a menos que uma camada completa. Dois átomos de hidrogênio podem compartilhar seus elétrons para formar uma molécula na qual ambos têm uma camada externa completa.

Freqüentemente, é possível prever como os átomos se combinarão a partir do número de elétrons que possuem. Por exemplo, o carbono tem seis, o que significa que ele tem uma primeira camada completa de dois e uma camada externa de quatro, ficando com quatro a menos de uma camada externa completa. O oxigênio tem oito e, portanto, seis em sua camada externa – dois a menos de uma camada completa. Um átomo de carbono pode se combinar com dois átomos de oxigênio para formar dióxido de carbono, no qual o carbono compartilha seus quatro elétrons, dois com cada átomo de oxigênio, e os átomos de oxigênio, por sua vez, compartilham dois de seus elétrons com o átomo de carbono. Dessa forma, todos os três átomos têm camadas externas completas contendo oito elétrons.

Ligação Metálica

Em um pedaço de metal, os elétrons de valência são mais ou menos livres para se mover, em vez de pertencerem a átomos individuais. O metal, portanto, consiste em íons carregados positivamente cercados por elétrons carregados negativamente e móveis. Os íons podem ser movidos com relativa facilidade, mas são difíceis de separar devido à atração pelos elétrons.

Isso explica por que os metais são geralmente fáceis de dobrar, mas difíceis de quebrar. A mobilidade dos elétrons também explica por que os metais são bons condutores de eletricidade.

Ligação de hidrogênio

Ao contrário dos exemplos acima, a ligação de hidrogênio envolve a ligação entre as moléculas, em vez de dentro dela. Quando o hidrogênio se combina com um elemento que atrai fortemente os elétrons – como o flúor ou o oxigênio – os elétrons são puxados para longe do hidrogênio. Isso resulta em uma molécula com uma carga geral positiva de um lado e uma carga negativa do outro. Em um líquido, os lados positivo e negativo se atraem, formando ligações entre as moléculas.

Embora essas ligações sejam muito mais fracas do que ligações iônicas, covalentes ou metálicas, elas são muito importantes. A ligação do hidrogênio ocorre na água, um composto que contém dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio. Isso significa que é necessária mais energia para converter água líquida em gás do que seria o caso. Sem ligações de hidrogênio, a água teria um ponto de ebulição muito mais baixo e não poderia existir como um líquido na Terra.

Ligações químicas – Tipo

Ligações químicas são átomos mantidos juntos dentro de moléculas ou cristais. Eles se formam como resultado de átomos compartilhando elétrons.

Eles também se formam a partir da transferência completa de elétrons. Os três tipos principais de ligações são iônica, covalente e covalente polar.

As ligações de hidrogênio são freqüentemente incluídas também sob o título de ligações químicas.

As ligações iônicas são ligações químicas desenvolvidas a partir de reações de elementos de baixa eletronegatividade com aqueles de alta eletronegatividade. Nesses casos, ocorre uma transferência completa de elétrons. Um exemplo de ligação iônica é o sal de mesa comum, conhecido cientificamente como cloreto de sódio. Ao formar essa ligação química, o sódio transfere seu elétron da camada externa para o cloro. O sódio tem apenas um elétron da camada externa e o cloro requer apenas um para sua camada.

As ligações químicas covalentes são um pouco diferentes e geralmente se formam entre átomos que não possuem camadas externas completamente preenchidas. Em ligações covalentes, os elétrons são compartilhados totalmente. Essas ligações são formadas entre átomos que são semelhantes em eletronegatividade. A maioria dos compostos orgânicos contém ligações covalentes.

As ligações químicas covalentes polares estão um pouco entre as ligações iônicas e covalentes; os átomos nessas ligações químicas compartilham elétrons. No entanto, os átomos concentram-se na maior parte do tempo em um átomo específico, em vez de em outros no mesmo composto. Este tipo de ligação química se forma quando os átomos são muito diferentes em eletronegatividade. A água é um exemplo de uma ligação covalente polar; o oxigênio supera o hidrogênio em termos de eletronegatividade. Assim, os elétrons na água passam mais tempo em torno do oxigênio do que do hidrogênio.

Água é um exemplo de ligação covalente polar

Na água, a extremidade do oxigênio da molécula de água apresenta uma carga negativa, enquanto a extremidade do hidrogênio tem uma carga positiva.

Essa carga oposta resulta em uma poderosa atração eletrostática que é considerada uma ligação de hidrogênio. Este tipo de ligação química tem um papel importante na determinação das características críticas da água, vitais para os seres vivos. No entanto, as ligações de hidrogênio não se limitam apenas à água. Eles também podem ocorrer dentro de outras moléculas.

Ligação química – Atração

A ligação química é qualquer força de atração que contém dois átomos ou íons juntos.

Na maioria dos casos, que a força de atração é entre um ou mais negativamente carregadas electrões realizada por um dos átomos e do núcleo de carga positiva do átomo de segundo.

Ligações químicas variam muito na sua força, variando de relativamente fortes ligações covalentes (no qual os elétrons são compartilhados entre os átomos) para ligações de hidrogênio muito fracos.

O termo ligação química também se refere ao simbolismo usado para representar a força de atração entre dois átomos ou íons.

Por exemplo, na fórmula química H-O-H, as linhas tracejadas curtos são conhecidos como ligações químicas.

Ligação Química – Compostos Químicos

Os compostos químicos são formados pela junção de dois ou mais átomos.

Um composto estável ocorre quando a energia total da combinação tem uma energia mais baixa do que os átomos separados. O estado ligado implica uma força atrativa líquido entre os átomos … uma ligação química.

Os dois tipos extremos de ligações químicas são:

Ligação covalente: ligação em que um ou mais pares de electrões são partilhados por dois átomos.
Ligação iônica: ligação em que um ou mais electrões de um átomo são removidos e ligado a um outro átomo, resultando em iões positivos e negativos que atraem uns aos outros.

Ligação Química – Teoria

A ligação química acontece quando um conjunto de forças consegue que dois átomos fiquem unidos.

Para que uma ligação se estabeleça é necessários que o conjuntos das forças atrativas, entre electrões e núcleos, sejam mais fortes que as forças repulsivas núcleo-núcleo e electrão-electrão.

Fonte: br.geocities.com/dicasdequimica.vilabol.uol.com.br/sphweb.bumc.bu.edu/www.wisegeek.org/www.bbc.co.uk/www.cs.mcgill.ca