Explicamos o que é uma ligação química e os tipos que existem. Além disso, quais são suas principais características e alguns exemplos.
O que é uma ligação química?
A ligação química é chamada de combinação entre átomos , moléculas ou íons que formam compostos mais complexos e dotados de estabilidade, alterando suas propriedades físicas e químicas. Uma vez unidos, dois ou mais átomos constituem um composto químico.
Os átomos tendem a se unir para atingir condições mais estáveis do que sozinhos , complementando suas cargas elétricas por meio do compartilhamento de elétrons de sua órbita atômica mais externa, bem como desistir ou aceitar elétrons para formar íons (positivos ou negativos) que são então atraídos eletrostaticamente um para o outro.
Isso ocorre porque os prótons no núcleo atômico têm uma carga positiva e os elétrons ao redor deles têm uma carga negativa, então os átomos tendem a ser configurados da forma mais neutra possível.
Existem diferentes tipos de ligações químicas, dependendo do tipo de átomos ligados, que têm seus próprios e peculiares mecanismos de ligação: até agora , ligações covalentes, iônicas e metálicas são conhecidas e aceitas, mas existem outras teorias e aproximações.
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Tipos de ligação química
Existem três tipos principais de ligação química:
- Ligação covalente . Ocorre quando átomos não metálicos de eletronegatividades semelhantes (geralmente altas) se unem para compartilhar elétrons de sua última órbita e formar um composto químico estável.
- Ligação iônica . Consiste na união de átomos metálicos e não metálicos, por meio de uma transferência de elétrons do metal para o não metálico . Assim, formam-se íons carregados eletricamente, cátions (+) e ânions (-), que são atraídos eletrostaticamente entre si, constituindo a ligação e formando os diferentes compostos químicos iônicos. Os átomos que formam esse tipo de ligação têm uma grande diferença na eletronegatividade.
- Ligação metálica . É a que ocorre entre os átomos metálicos de um mesmo elemento em seu estado sólido , que constituem estruturas extremamente compactas e estreitas entre si. É uma ligação primária e forte, na qual os núcleos atômicos se unem entre si cercados por seus elétrons como em uma nuvem.
Características de uma ligação química
Polaridade
A polaridade é uma característica das moléculas formadas por ligações covalentes e depende diretamente da natureza dos átomos ligados .
Se dois átomos do mesmo elemento estiverem ligados , não haverá diferença entre a eletronegatividade de cada um. Dessa forma, o par de elétrons que eles compartilham será atraído por cada um desses átomos com a mesma força, de modo que a distribuição das cargas elétricas será uniforme na molécula que eles formam.
O mesmo acontece quando átomos de elementos diferentes estão ligados , mas cuja diferença de eletronegatividade é muito pequena (menos de 0,4). As moléculas formadas desta forma são chamadas de ‘apolares ou apolares’ e este tipo de ligação é ‘ligação covalente apolar’.
Por outro lado, se dois átomos de elementos diferentes estão ligados , e a diferença de eletronegatividade entre os dois é maior que 0,4 , então o átomo mais eletronegativo atrai os elétrons da ligação para si com maior força, gerando uma distribuição de carga não uniforme na estrutura da molécula que eles formam. As moléculas formadas por este processo são chamadas de ‘polares’ e este tipo de ligação é a ‘ligação covalente polar’.
Eletrovalência
As ligações iônicas são caracterizadas porque seus átomos possuem uma grande diferença de eletronegatividade (maior que 2) , na medida em que um perde e o outro recebe elétrons ao se reunir.
Essa capacidade elétrica nos átomos é conhecida como eletrovalência, uma vez que alguns elementos são naturalmente mais suscetíveis a serem “doadores” de elétrons (grupos IA, IIA, IIIA da tabela periódica) e outros tendem a ser “aceitadores”. ”(Grupos VA, VIA e VIIA).
Mar de elétrons
O fenômeno que ocorre entre átomos metálicos do mesmo tipo que estão sujeitos a ligações metálicas entre si é denominado “mar de elétrons” . Pode ser visto como se os núcleos atômicos estivessem imersos em um mar de seus elétrons.
Os metais possuem baixa eletronegatividade, são brilhantes e maleáveis , condições que se devem à natureza da ligação que os mantém unidos em seu estado sólido: uma ordem rígida que desloca os elétrons de valência de seus orbitais, permitindo grande condução do metal. Eletricidade e calor e a capacidade de devolver quase toda a luz que os atinge.
Quebra de ligação química
As ligações químicas podem se quebrar sob certas condições, quando submetidas à ação de calor , eletricidade ou outras substâncias que rompem a ligação e permitem a liberação de seus átomos envolvidos.
Assim, por exemplo, ao aplicar eletricidade à água, o hidrogênio e o oxigênio que a compõem podem ser separados em um processo denominado “eletrólise”. Por outro lado, ao aumentar muito a temperatura (fornecendo calor) de uma proteína , ela pode ser desnaturada e quebrar suas ligações constitutivas.
Ligações de hidrogênio
Uma ponte de hidrogênio é a união de um átomo eletronegativo com um átomo de hidrogênio que, por sua vez, está covalentemente ligado a outro átomo eletronegativo, formando uma “ponte” entre dois átomos que normalmente não poderiam se unir.
É, no entanto, um tipo de ligação de fraca resistência, mas permite a composição de moléculas complexas, conferindo-lhes grande estabilidade, tanto em substâncias orgânicas quanto inorgânicas.
Existem também ligações de hidrogênio entre diferentes moléculas do mesmo composto químico. Por exemplo, as moléculas de água formam ligações de hidrogênio entre átomos de oxigênio e hidrogênio.
Ligações duplas e triplas
As ligações covalentes podem ser simples, duplas ou triplas, dependendo do número de pares eletrônicos compartilhados entre os átomos que as compõem . Quanto mais elétrons forem compartilhados, mais forte será a ligação e mais energia c>
As ligações simples são representadas graficamente com uma única linha AA, ligações duplas com dois A = A e ligações triplas com três A≡A.
Exemplos de compostos com ligações covalentes
A ligação covalente é extremamente comum no mundo da química orgânica . Por exemplo, está presente em substâncias como:
- Benzeno (C 6 H 6 )
- Metano (CH 4 )
- Glicose (C 6 H 12 O 6 )
- Amônia (NH 3 )
- Clorofluorocarbonos (“Freon”) (CFC)
- Diamantes, grafites e outras formas de carbono (C)
Exemplos de compostos com ligações iônicas
Muitas substâncias possuem ligações iônicas em seus compostos, como:
- Óxido de magnésio (MgO)
- Sulfato de cobre (II) (CuSO 4 )
- Iodeto de potássio (KI)
- Cloreto de manganês (MnCl 2 )
- Carbonato de cálcio (CaCO 3 )
- Sulfeto de ferro (III) (Fe 2 S 3 )
Origem do conceito
Desde os tempos antigos, suspeitou-se que os elementos constituintes da matéria são agrupados de acordo com certas formas de afinidade. Mas seria em 1704 quando Isaac Newton postularia sua teoria das ligações químicas , com base nas teorias atômicas já formuladas, e observando que “uma força” mantinha os átomos unidos nas reações químicas observadas.
Em 1819, graças à invenção da pilha voltaica, Jöns Jakob Berzelius introduziu as noções de eletropositividade e eletronegatividade na teoria da combinação atômica e, posteriormente, no século 20 , Gilbert Lewis introduziu o conceito de ligação formada por par de elétrons , surgindo a possibilidade de ligações simples, duplas e triplas, uma vez que os átomos poderiam compartilhar entre um e seis elétrons. Assim surgiram as ligações covalentes.
Em 1927, também surgiu uma teoria semelhante à de Lewis , mas na qual ocorreu uma transferência total de elétrons, proposta por Walther Kossel. Isso daria origem a ligações iônicas.
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