Ligações Químicas

QUIMICANDO com a Ducha

Observando o comportamento dos átomos na Natureza, verifica-se que, no nosso sistema de estudo, existem algumas substâncias gasosas formadas apenas por um único átomo (não estão ligados).

Estes gases são chamados gases nobres e pertencem ao grupo 18 (família 8A) da Tabela Periódica.

São eles:

He: hélio Kr: criptônioNe: neônio Xe: xenônioAr: argônio Rn: radônio

O que os gases nobres têm de diferente dos outros?

Analisando a sua distribuição eletrônica, percebe-se que todos eles têm 8 elétrons na sua camada de valência. A exceção é o hélio que possui apenas a camada K, completa com 2 elétrons.

2He: K= 2

10Ne: K= 2 L= 8

18Ar: K= 2 L= 8 M= 8

36Kr: K= 2 L= 8 M= 18 N= 8

54Xe: K= 2 L= 8 M= 18 N= 18 O= 8

86Rn: K= 2 L= 8 M= 18 N= 32 O= 18 P= 8

Todos os outros átomos se ligam a outros para encontrar a estabilidade, isto é, ter 8 elétrons na camada de valência, ficando com a sua distribuição eletrônica igual à de um gás nobre (regra do octeto).

Alguns átomos ao se ligarem assumem a configuração do gás hélio (2 elétrons na camada K). O tipo de ligação que ocorre entre 2 átomos depende das características destes átomos (Tabela Periódica).

Porquê os átomos se ligam?

Metal (grupos 1, 2 e 13):

•poucos elétrons na camada de valência: 1 a 3 elétrons

•baixa carga nuclear efetiva: C.N.E.= 1 ou 2 ou 3

•baixa eletronegatividade, com tendência a virar cátion (perda de elétrons)

Não Metal (grupos 14 (C), 15, 16 e 17):

•muitos elétrons na camada de valência: 5 a 7 elétrons

•alta carga nuclear efetiva: C.N.E.= 5 ou 6 ou 7

•Alta eletronegatividade, com tendência a virar ânion (ganho de elétrons)

Tipos de Ligação

Existem vários tipos de ligações:

Metal + Metal: ligação metálica

Metal + Não Metal: ligação iônica

Não Metal + Não Metal: ligação covalente

Dependendo do tipo de ligação, as substâncias formadas têm propriedades gerais.

Propriedades Metais Ametais Exceções Exceções

Estado físico sólidos Hg: líquido os principais são gasosos

C e S: sólidos

Ponto de fusão e de ebulição

mais altos, em

geral

mais baixos,

em geral

Densidade mais alta, em geral

mais baixa, em geral

Brilho sim não I: chamado de

iodo metálico Condução de corrente elétrica e

de calor

sim não C, grafite: conduz

eletricidade Ductibilidade (facilidade de virar fio)

sim não

Maleabilidade (facilidade de virar chapas e dobrar)

sim não

Ligação Metálica: Metal + Metal

cátion

elétrons da camada de valência

A ligação é devida à atração entre os cátions metálicos e os elétrons que estão em movimento ao redor destes cátions. Tem-se, portanto, um grande número de elétrons (mar de elétrons ou nuvem eletrônica) envolvendo os cátions.

Exemplo:

Substância metálica sódio, formada pela ligação metálica entre seus átomos.

11Na: K= 2 L= 8 M=1

C.N.E.= 1

Ligação Iônica: Metal + Não Metal

Quando um metal se aproxima de um não metal, o núcleo do não metal atrai fortemente os elétrons da camada de valência do metal.

Ocorre, então, a transferência definitiva destes elétrons: o metal perde elétrons e se transforma em cátion e o não metal ganha elétrons e se transforma em ânion.

Para mostrar a ligação, utiliza-se a estrutura de Lewis.

Na ligação, forma-se um composto iônico, sempre sólido.A fórmula do composto é chamada íon-fórmula.

Exemplos:

Ligação entre sódio (metal do grupo 1) e cloro (não metal do grupo 17)

sódio +

Na .

+

11Na: K= 2 L= 8 M= 1 17Cl: K= 2 L= 8M= 7

cloro

.

: Cl :

..

cátion do sódio +

Na+ +

ânion do cloro

..

﴾ : Cl : ﴿-

..

Transferência de elétron

Íon-fórmula: NaCl

Na .

+

11Na:

K= 2

L= 8

M= 1

+ +

.

: Cl :

..

Na+ +

..

﴾ : Cl : ﴿-

..

11Na+:

K= 2

L= 8

17Cl:

K= 2

L= 8

M= 7

17Cl-:

K= 2

L= 8

M= 8

Ligação entre cálcio (metal do grupo 2) e cloro (não metal do grupo 17)

cálcio +

Ca : +

20Ca: K= 2 L= 8 M= 8 N= 2 17Cl: K= 2 L= 8 M= 7

cloro

.

: Cl :

..

cátion do cálcio +

Ca2+ +

ânion do cloro

..

( : Cl : ﴿-

..

Íon-fórmula: CaCl2

.

: Cl :

..

..

( : Cl : ﴿-

..

Transferência de elétron

Transferência de elétron

Ca : +

20Ca:

K= 2

L= 8

M= 8

N= 2

+ +

.

2 : Cl :

..

Ca2+ +

..

2 ( : Cl : ﴿-

..

20Ca2+:

K= 2

L= 8

M= 8

17Cl:

K= 2

L= 8

M= 7

17Cl-:

K= 2

L= 8

M= 8

Ligação entre cálcio (metal do grupo 2) e oxigênio (não metal do grupo 16)

cálcio +

Ca : +

20Ca: K= 2 L= 8 M= 8 N= 2 8O: K= 2 L= 6

oxigênio

.

. O :

..

cátion do cálcio +

Ca2+ +

ânion do oxigênio

..

﴾ : O : ﴿2-

..

Transferência de elétron

Íon-fórmula: CaO

Transferência de elétron

Ca : +

20Ca:

K= 2

L= 8

M= 8

N= 2

+ +

.

. O :

..

Ca2+ +

..

( : O : ﴿2-

..

20Ca2+:

K= 2

L= 8

M= 8

8O:

K= 2

L= 6

8O2-:

K= 2

L= 8

Ligação Covalente: Não Metal + Não Metal

Quando um não metal se aproxima de outro não metal, o núcleo de cada um deles atrai fortemente os elétrons da camada de valência do outro (além dos próprios elétrons).

Como nenhum deles consegue retirar os elétrons do outro, eles acabam compartilhando estes elétrons, aos pares.

Cada par compartilhado pertence aos 2 átomos em ligação.

Na ligação, forma-se uma substância molecular (molécula).A fórmula da substância é chamada fórmula molecular.Para mostrar a ligação, utiliza-se a estrutura de Lewis, também chamada de fórmula eletrônica.

Neste tipo de ligação, também, existe a fórmula estrutural, que mostra apenas quantas ligações existem entre os átomos, através de traços.

Cada traço representa um par de elétrons sendo compartilhado entre os 2 átomos em ligação.

Exemplos:

gás hidrogêniofórmula molecular: H2

fórmula eletrônica:

fórmula estrutural:

H : H H H

gás cloro

fórmula molecular: Cl2

fórmula eletrônica:

fórmula estrutural:

Cl Cl

.. ..

: Cl : Cl :

.. ..

gás oxigênio

fórmula molecular: O2

fórmula eletrônica:

fórmula estrutural:

O O

. .

: O : O :

.. ..

gás nitrogênio

fórmula molecular: N2

fórmula eletrônica:

fórmula estrutural:

. .

: N : N :

. .

N N

gás clorídrico ou cloreto de hidrogênio

fórmula molecular: HCl

fórmula eletrônica:

fórmula estrutural:

H Cl

..

H : Cl :

..

gás carbônico

fórmula molecular: CO2

fórmula eletrônica:

fórmula estrutural:

. . . .

: O : C : O :

.. . .

O C

O

água

fórmula molecular: H2O

fórmula eletrônica:

fórmula estrutural:

..

H : O :

..

H

H O

H

amônia

fórmula molecular: NH3

fórmula eletrônica:

fórmula estrutural:

. .

H : N : H

. .

H

N

H H

H

gás metano

fórmula molecular: CH4

fórmula eletrônica:

fórmula estrutural:

H

. .

H : C : H

. .

H

H

C

H H

H