[GER-QU] 7.1 – Apostila

NOÇÕES DE LIGAÇÕES QUÍMICAS

1) Introdução:

Na natureza, raramente são encontrados átomos isolados, como pode ser o caso do ouro e a platina. As menores uni­dades de uma substância são constituídas pela união de dois átomos, como no caso do gás hidrogênio (H2), do gás oxigênio (O2) do ácido clorídrico (HCl) etc. Há, por outro lado, mate­riais formados por grupos contendo centenas, ou milhares de átomos, como no caso da borracha, do plástico, etc.

 

2) Por que os átomos se ligam?

Os átomos se ligam com a finalidade de adquirir uma posi­ção mais “cômoda”, ou o estado de menor energia. Em outras palavras: Os átomos se ligam para ficarem estáveis.

 

3) A teoria do octeto:

Existe um grupo especial da tabela periódica formado por elementos que possuem 8 elétrons na última camada, com exceção do Hélio (He), que só possui dois elétrons no total. Os elementos deste grupo são chamados de GASES NOBRES, ou INERTES, pois não são se ligam, em condições normais, a nenhum outro átomo.

Se os elementos “nobres” não se ligam é por que ele já são estáveis e desta observação nasceu a ideia chamada de Teoria do Octeto.

 

Teoria do Octeto: Os elementos não “nobres” procuram ad­quirir a configuração de um gás nobre, ou seja, 8 elétrons na ultima camada, que é estável, doando, recebendo ou comparti­lhando elétrons.

 

Observe os elementos abaixo e suas configurações eletrônicas:

11Na (2,8,1)

20Ca (2,8,8,2)

8O (2,6)

16S (2,8,6)

Assim como estes, a grande maioria dos elementos químicos, não possuem 8 elétrons na ultima camada, porém podemos “dividir” estes elementos em dois grupos:

  1. Doadores: são, em geral, os elementos que possuem menos de 4 elétrons na ultima camada. Os metais possuem esta característica, tal como os exemplos anteriores, sódio (Na) e Cálcio (Ca).
  2. Receptores: são, em geral, os elementos com mais de 4 elétrons na ultima camada. Os não-metais possuem esta característica, tal como os exemplos anteriores, oxigênio (O) e enxofre (S).

 

Observações:

1º. O elemento que adquirir a configuração do Hélio (2 elé­trons) também se estabiliza, seguindo a teoria do octeto.Repare que o Hélio não poderia ter 08 (oito) elétrons em sua última camada porque só possui 02 (dois) eletrons.

2º. A teoria do octeto explica a ligação química em muitas substancias mas não é geral, pois existem inúmeros casos onde os átomos se ligam ficando estáveis mesmo com um número de elétrons maior que 8, na ultima camada.

 

4) Ligação Iônica (ou elétrons valente):

É a ligação que ocorre entre átomos que possuem tendên­cia a doar elétrons como átomos que possuem tendência a receber elétrons. Vamos entender a ligação iônica por intermédio de um exemplo: vamos estudar a formação da substancia iônica NaCl (sal comum).

 

11Na: configuração (2, 8, 1)

Note que o sódio é um doador de elétrons, pois seria difícil receber 7 elétrons.

Então: Na (2, 8, 1) → Na+ (2, 8)

 

17Cl: configuração (2, 8, 7)

Note que o cloro é um receptor de elétrons, pois seria difícil doar 7 elétrons.

Então: Cl (2, 8, 7) → Cl (2, 8, 8)

 

O elétron liberado pelo sódio é, então, absorvido pelo cloro formando o cátion Na+ e ânion Cl , que permanecem unidos através de uma atração denominada atração eletrostática.

 

A fórmula da substância ficará então:

Na+Cl → NaCl

 

 

5) Ligação Covalente (ou molecular):

Ocorre através de uma “sociedade” ou compartilhamento de elétrons entre átomos que possuem a tendência de rece­ber elétrons, diferente da ligação iônica na qual os átomos perdem ou ganham definitivamente os elétrons. Vamos entender a ligação covalente por intermédio de dois exemplos:

Vamos estudar a formação do Gás Cloro (Cl).

17Cl (2, 8, 7)

Um átomo de cloro pode receber um elétron, e se este elé­tron vier de outro átomo de cloro, então haverá um compar­tilhamento, pois os dois átomos são receptores.

A representação da ligação covalente é feita da seguinte for­ma: observe que os dois átomos ficaram com oito elétrons na ultima camada, mas não houve perda ou ganho definitivo de elétrons.

 

Formação do ácido clorídrico (HCl):

Note que o cloro ficou com oito elétrons e o hidrogênio com dois, que também é estável, pois atingiu a configuração do Hélio (He).

Em geral pode-se representar a substancia molecular através de três maneiras.

 

a) Fórmula eletrônica

Quando se representam os elétrons da ultima camada:

H xx Cl ; F xx F.

Obs.: Para que a representação seja mais correta, devemos co­locar 7x (elétrons, em torno do cloro e no flúor e um em torno do hidrogênio, pois estes são os números de elétrons em suas últimas camadas. A fórmula eletrônica é também chamada de fórmula ou estrutura de Lewis.

 

b) Fórmula estrutural

Representa-se o par eletrônico com um traço.

H Cl ; F F.

 

c) Fórmula molecular

É a maneira mais comum de se representar a substancia, onde somente se representa o número de átomos de cada elemento envolvido na ligação.

HCl; F2

 

 

6) Ligação Metálica:

É a ligação que ocorre entre átomos que doam elétrons, ou seja, com os elementos metálicos. Neste caso, como todos os átomos são doadores os elétrons passam de átomo para átomo formando uma “nuvem eletrônica”.

Nota: esta grande movimentação de elétrons é que possibilita às substâncias metálicas conduzirem bem a corrente elétrica.