Ligação Química

As ligações químicas são uniões estabelecidas entre átomos para formarem moléculas ou no caso de ligações iônicas ou metálicas aglomerados atômicos organizados de forma a constituírem a estrutura básica de uma substância ou composto. Na Natureza existem aproximadamente uma centena de elementos químicos. Os átomos destes elementos químicos ao se unirem formam a grande diversidade de substâncias químicas.

Uma analogia seria comparar os elementos químicos ao alfabeto que, uma vez organizado seguindo uma dada regra ou ordem, leva as letras a formarem palavras imbuídas de significado distinto e bem mais amplo daquele disponível quando separadas. Os átomos, comparando, seriam as letras, e as moléculas ou aglomerados organizados seriam as palavras. Na escrita não podemos simplesmente ir juntando as letras para a formação de palavras: aasc em português não tem significado (salvo se corresponder a uma sigla); porém se organizarmos essas mesmas letras teremos a palavra casa, que certamente tem significado "físico".

Assim como na escrita, há regras fisico-químicas a serem obedecidas, e a união estabelecida entre átomos não ocorre de qualquer forma, devendo haver condições apropriadas para que a ligação entre os átomos ocorra, tais como: afinidade, contato, energia, etc.

As ligações químicas podem ocorrer através da doação e recepção de elétrons entre os átomos, que se transformam em íons que mantém-se unidos via a denominada ligação iônica. Como exemplo tem-se o cloreto de sódio (NaCl). Compostos iônicos conduzem electricidade no estado líquido ou dissolvidos, mas não quando sólidos. Eles normalmente têm um alto ponto de fusão e alto ponto de ebulição.

Outro tipo de ligações químicas ocorre através do compartilhamento de elétrons: a ligação covalente. Como exemplo tem-se a água (H₂O). Dá-se o nome de molécula apenas à estrutura em que todos os seus átomos conectam-se uns aos outros de forma exclusiva via ligação covalente.

Existe também a ligação metálica onde os elétrons das últimas camadas dos átomos do metal soltam-se dos respectivos íons formados e passam a se movimentar livremente entre todos os íons de forma a mantê-los unidos. Um átomo encontra-se assim ligado não apenas ao seu vizinho imediato, como na ligação covalente, mas sim a todos os demais átomos do objeto metálico via uma nuvem de elétrons de longo alcance que se distribui entorno dos mesmos.

Os átomos se ligam entre si para formar as moléculas. Os tipos de ligação são:

Regra do octeto: A partir da observação dos gases nobres que possuem 8 elétrons em sua última camada (com exceção do Hélio que possui 2 elétrons), formulou-se a regra de que os átomos se estabilizam eletronicamente quando atingem esse valor. Essa regra não abrange todos os casos de ligações atômicas, mas auxilia preliminarmente no estudo do assunto.

1. Ligação iônica ou eletrovalente
2. Ligação covalente ou molecular 
3. Ligação covalente dativa ou coordenada 
4. Ligação metálica

Ligação IônicaLigação entre íons, de natureza eletromagnética


Exemplo: NaCl → cloreto de sódio (sal de cozinha)

Obs.: Íons são átomos que possuem uma carga elétrica por adição ou perda de um ou mais elétrons.
Na ligação iônica o resultado final é eletricamente neutro.

Na fórmula dos compostos iônicos a quantidade de elétrons cedidos é igual à quantidade de elétrons recebidos.


Uma regra prática é que os coeficientes da fórmula final sejam o inverso dos índices de carga elétrica.

Normalmente os elementos que se ligam ironicamente são os das famílias IA, IIA e IIIA com os das famílias VA, VIA e VIIA da tabela periódica.

Ligação Covalente ou Molecular
Ligação em que pares de elétrons são compartilhados pelos núcleos. Sendo que um elétron de cada par é cedido por cada um dos núcleos.




Uma maneira de apresentar uma molécula de substância covalente é a fórmula estrutural plana, ou de Couper:
H - O - H
Cuja fórmula molecular é:


Cada traço representa um par de elétrons compartilhados.

Obs.: como não há nem perda nem ganho de elétrons a molécula formada é eletricamente neutra.
Normalmente os elementos que se ligam por covalência são os das famílias VA, VIA, VIIA e IVA tabela periódica e, eventualmente, o elemento Hidrogênio.

Ligação Covalente dativa ou CoordenadaEssa ligação é semelhante a molecular, com a diferença de que só um dos núcleos cede o par de elétrons compartilhados.
Obs.: dessa maneira os núcleos estão estabilizados eletronicamente.
Exemplo: O = S → O



Ligações Metálicas Como os metais possuem a tendência de formar cátions pela cessão de elétrons, esses cátions formam um retículo cristalino envolto em uma nuvem eletrônica.

Exemplo: Ferro (Fe), Alumínio (Al), Cobre (Cu).


Exercícios:



a. Em que grupo da Tabela Periódica estariam os elementos X e Y?

b. Consulte a Tabela Periódica e dê o símbolo de dois elementos que poderiam corresponder a X e a Y


(Unicamp) Considerando os elementos sódio (Na), magnésio (Mg), enxofre (S) e cloro (Cl), escreva as fórmulas dos compostos iónicos que podem ser formados entre eles.

(UEL) A melhor representação para a fórmula estrutural da molécula de dióxido de carbono é:






a. Represente a configuração eletrônica desse elemento.

b. A que família pertence?

(Dados os números atômicos: H=1 e Na=11)



Respostas:
1)
a. X grupo IA (metal alcalino) e Y grupo IIA (metal alcalino terroso).

b. podem ser vários pares entre eles X=Na e Y=Mg.

2)
 

3) c.

4)