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Ligações Químicas: 3. Tipos de ligações

  • Data de publicação
Ricardo Suzuki (Prof. Suzuki)


1. LIGAÇÃO COVALENTE COMUM

É a ligação que ocorre entre

Ocorre através do compartilhamento de pares de elétrons entre os átomos, de tal forma que os átomos adquiram configuração de gás nobre (Regra do Octeto), sem que ocorra ganho ou perda de elétrons. Ao compartilhar elétrons os átomos formam um composto molecular que pode ser representado por uma fórmula molecular. Na ligação covalente comum cada átomo contribui com um elétron para formar o par. O ametais possuem 4, 5, 6 ou 7 elétrons na última camada e tem tendência em ganhar (receber) elétrons para completar 8 na camada de valência.

Exceção: Hidrogênio tem 1 elétron na última camada e tem tendência a receber um elétron para ficar com dois na camada de valência; semelhante ao gás nobre Hélio que possui 2 elétrons na camada K.

2. FÓRMULAS ELETRÔNICAS DE LEWIS

Representamos os elétrons da camada de valência (C.V.) ao redor dos símbolos dos elementos químicos, através de “bolinhas” (). Para chegar no número de elétrons da C.V. devemos fazer a distribuição eletrônica. A partir daí mostraremos o compartilhamento dos pares eletrônicos da ligação covalente. Um par de elétrons pode ser representado por um traço.

Exemplo: o par de elétrons de A pode ser representado por um traço


3. ESQUEMA GERAL DE COMPARTILHAMENTO DE PAR DE ELÉTRONS NA LIGAÇÃO COVALENTE COMUM

Note que cada átomo contribui com 1 elétron para formar o par.

Obs: Com finalidade didática representamos o elétron do átomo A por uma “bolinha” (); elétron do átomo B por um: x.

Porém sugere-se representar os elétrons pela mesma figura, pois os elétrons são todos iguais. Alguns vestibulares não aceitam respostas de questões com elétrons representados de maneiras diferentes.


- A tabela a seguir mostra as Fórmulas Eletrônicas de Lewis, com o número total de elétrons da C.V. representados por “bolinhas” ao redor dos símbolos dos elementos.

O hidrogênio e o cloro são monovalentes; oxigênio e enxofre são bivalentes; o nitrogênio é trivalente e o carbono é tetravalente.

Tabela com Estrutura de Lewis

Lembrando que para obter o número de elétrons da C.V. é necessário fazer a distribuição eletrônica no níveis de energia.

Exemplo:

Note que esses 4 elétrons da C.V. estão representados por “bolinhas” ao redor do símbolo do carbono na tabela.

4. LIGAÇÃO COVALENTE SIMPLES

É o compartilhamento de 1 par de elétrons e pode ser representada por um único traço ().

Exemplos: Molécula de H2 (gás hidrogênio)

Cada átomo de hidrogênio contribui com um elétron para formar o par eletrônico compartilhado, sendo que cada hidrogênio acaba ficando com 2 elétrons na C.V.

Obs: Quando representamos os elétrons ao redor dos símbolos dos elementos, temos as Fórmulas Eletrônicas de Lewis; quando representamos os pares de elétrons por traços temos as Fórmulas Estruturais Planas; e finalmente temos as Fórmulas Moleculares que são as representações gráficas simplificadas das anteriores.

Na molécula de Cl2, cada átomo tem 7 elétrons na última camada, são ametais e tem tendência em receber (ganhar) elétrons, a ligação é do tipo covalente. Cada átomo de cloro contribui com um elétron para formar o par compartilhado e cada átomo ficará com 8 elétrons na C.V.

Na molécula de HCl, cada átomo contribui com um elétron para formar o par, sendo que o hidrogênio ficará estável com 2 elétrons e o cloro ficará estável com 8 elétrons.

No caso da molécula de água, o átomo de oxigênio tem 6 elétrons na C.V. e tem necessidade de fazer 2 pares eletrônicos, por isso foram utilizados dois hidrogênios. O oxigênio fez duas ligações do tipo simples com cada hidrogênio, com isso os átomos adquirem configuração eletrônica de gás nobre, ou seja, oxigênio completa 8 elétrons na C.V. e cada hidrogênio fica com 2 elétrons na C.V.

5. LIGAÇÃO COVALENTE DUPLA


É o compartilhamento de 2 pares de elétrons e pode ser representada por um traço duplo (). Exemplos:

Entre os átomos de oxigênio existe uma ligação covalente do tipo dupla que representa 2 pares de elétrons compartilhados.


6. LIGAÇÃO COVALENTE TRIPLA

É o compartilhamento de 3 pares de elétrons e pode ser representada por um traço triplo ().
Exemplos:

Ligação covalente do tipo tripla representando 3 pares eletrônicos sendo compartilhados entre os átomos de nitrogênio.

OBSERVAÇÃO:

Etapa - A: representação de 6 elétrons para cada átomo que participa da fórmula molecular.

Etapa - B: o átomo de enxofre faz uma ligação dupla com o oxigênio da direita que fica com 8 elétrons, assim como o enxofre. Tanto o oxigênio da direita quanto o enxofre fica estável, porém o átomo de oxigênio da esquerda necessita de 2 dois elétrons (1 par).

Etapa - C: o átomo de enxofre possui 2 pares de elétrons “sobrando”, como o oxigênio da esquerda precisa de um par de elétron, o enxofre “doa” esse par eletrônico para o oxigênio da esquerda completar a Regra do Octeto. Quando um só átomo contribui com os dois elétrons para formar o par eletrônico, a ligação é chamada de COVALENTE DATIVA OU COORDENADA, representada por uma flecha () que parte do átomo “doador” para o átomo que vai “receber” o par de elétrons.


7. ESQUEMA GERAL DA LIGAÇÃO COVALENTE DATIVA

Note que somente o átomo A contribui com os 2 elétrons para formar o par eletrônico compartilhado; a flecha parte de A para B.

Obs: A ligação covalente dativa surge quando existem pares de elétrons “sobrando” após o átomo fazer as ligações simples em primeiro lugar e um outro átomo que esteja necessitando de pares de elétrons.


8. OUTROS TIPOS DE FÓRMULAS ESTRUTURAIS

Baseando-se pela tabela de Lewis apresentada no começo da aula vamos montar outras fórmulas estruturais planas, tentando seguir uma certa simetria na montagem da estrutura sempre que possível.

Exemplos:

Para compostos do tipo HXO, onde X é um elemento químico qualquer, podemos seguir a seguinte “Regra”:

1. Achar o átomo central (não pode ser H nem O).

2. Escrever os oxigênios ao redor do átomo central.

3. Ligar hidrogênio com oxigênio; começar a preencher as ligações de fora para dentro entre H e O.
Obs: Não ligar oxigênios entre si.

a) ácido carbônico (H2CO3)

1. O átomo central é o carbono (C).

2. Temos 3 oxigênios para escrever ao redor do carbono.
Note que procuramos colocar os átomos de oxigênio simetricamente.

3. Começar a completar as ligações do hidrogênio com o oxigênio de fora para dentro (centro).

A linha pontilhada é apenas para melhor visualização da simetria obtida na montagem da fórmula, porém nem sempre será possível dispor os átomos de modo simétrico.

b) ácido sulfúrico (H2SO4)

1. O átomo central é o enxofre (S).

2. Temos 4 oxigênios para colocar ao redor do enxofre.

3. Começar a completar as ligações do hidrogênio com o oxigênio de fora para dentro (centro).

c) ácido nítrico (HNO3)

9. CARACTERÍSTICAS DOS COMPOSTOS COVALENTES OU MOLECULARES

- Pontos de fusão e ebulição baixos.

- à temperatura ambiente podem apresentar-se nos estados: sólido, líquido ou gasoso.

- Não são bons condutores de corrente elétrica em solução aquosa. Porém alguns ácidos fortes, por exemplo, em meio aquoso sofrem ionização (formação de íons), tornando a solução condutora de corrente elétrica.


10. LIGAÇÃO METÁLICA

É a ligação que ocorre entre:

As ligações metálicas diferentemente das iônicas e covalentes, não têm representação eletrônica e sua representação estrutural depende de um conhecimento mais profundo dos retículos cristalinos. Geralmente os metais, são representados por seus símbolos, sem indicação da quantidade de átomos envolvidos, que é muito grande e indeterminada.

Os metais apresentam certas propriedades tais como a capacidade de se transformar em fios: chamada de ductilidade; a capacidade de se transformar em lâminas: maleabilidade; são bons condutores térmicos e elétricos, devido a movimentos de elétrons livres presentes nos metais; apresentam brilho metálico; P.F. e P.E. elevados; são sólidos (exceto o Hg).

Liga Metálica Composição Utilidade
Bronze Cu + Sn Sinos, estátuas
Latão Cu + Zn Tubos, bijouterias
Ouro18K Au + Cu e/ou Ag Jóias
Aço Fe + C Construção civil
Amálgama Contém Hg, Ag etc Restaurações dentárias
Solda Pb + Sn Eletricistas, funilaria

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