Ligações Químicas

                                                                                                                                                                                       Ligações Químicas

AUTOR: ALBERTO DANIEL GINGA

Luanda, 03 de Março de 2019

OBJECTIVOS

• Definir ligação Química.
• Explicar como e porquê os átomos se combinam para formar compostos.
• Explicar como os átomos se mantêm unidos para formar uma ligação química.

INTRODUÇÃO

Ligação química é a união que se dá entre átomos simples ou moleculares com vista a adquirir uma estabilidade elétrica com uma nova configuração eletrónica.

Veja o esquema e repara que:

Os átomos de Cloro têm número atómico igual a 17 nos seus estados fundamentais, nestas condições as suas configurações electrónicas (distribuição electrónica) ficam com dois electrões na primeira camada, oito na segunda e sete na última camada electrónica. Existem duas propriedades periódicas relevantes que fazem com que estes átomos e todos os outros com exceção dos gases nobres tenham tendências de adquirir uma estabilidade electrónica padronizada, com dois ou mais comum oito electrões na ultima camada

É está tendência que faz com que os átomos do esquema acima e todos os outros possíveis se liguem entre si a fim de completarem as suas últimas camadas electrónicas com dois ou oito electrões.

E quando estas ligações se estabelecem os átomos passam a adquirir uma nova configuração electrónica. Veja o esquema abaixo e compara-o com o anterior.

Repare que os dois átomos de Cloro continuam com o mesmo número atómico 17 mas o número de electrões que antes no estado fundamental era também 17 agora após o estabelecimento da ligação o número de electrões passa a ser 18 em função do compartilhamento de dois electrões entre as suas últimas camadas.

Desta forma os dois átomos ligados passam a ter uma nova configuração electrónica com 18 electrões.

CLASSIFICAÇÃO DAS LIGAÇÕES QUÍMICAS

O esquema abaixo explica como as ligações químicas estão organizadas.

LIGAÇÕES INTERATÓMICAS

Dentro das ligações interatómicas há três formas possíveis dos átomos adquirirem estabilidade. 1ª Perdendo, 2ª Ganhando e 3ª Compartilhando electrões. Numa outra perspetiva pode se considerar quatro formas através das quais os átomos podem adquirir estabilidade acrescentando as três anteriores a 4ª Libertando.

É basicamente em função destas formas dos átomos interagirem que teremos uma organização das ligações interatómicas. Desta forma teremos:

1. Ligações Iónicas: Quando os átomos interagem ganhando e perdendo electrões.
2. Ligações Covalentes: Quando os átomos interagem partilhando electrões.
3. Ligações Metálicas: Quando átomos metálicos interagem entre si libertando ciclicamente no próprio meio os seus electrões.

Em função das ligações alistadas acima, os átomos podem ser classificados segundo a sua electronegatividade ou facilidade de ganhar eletrões nas seguintes formas:

• Elementos electropositivos: elementos que perdem eletrões com facilidade durante uma ligação, exemplo o Sódio ( Na ).
• Elementos electronegativos: elementos que ganham eletrões com facilidade numa ligação química, exemplo o Cloro ( Cl ).

Na tabela periódica abaixo todos os elementos em quadradinhos verdes são electronegativos, os restantes são electropositivos excepto os elementos da coluna 18 que são os gases nobres.

Temos então um esquema explicativo e resumido de tudo.

Elemento electronegativo + Elemento electropositivo =  Ligação Iónica. Elemento electronegativo + Elemento electronegativo  =  Ligação Covalente. Elemento electropositivo + Elemento electropositivo  =  Ligação Metálica. 

Tudo isto se fundamenta em uma teoria, a teoria chave das ligações químicas, a teoria ou regra de Octeto.

Teoria de Octeto: um grande número de átomos adquire estabilidade eletrónica quando apresenta oito electrões na sua camada mais externa.

Observa a aplicação desta teoria na imagem abaixo.

A teoria de Octeto não se aplica ao átomo de Hidrogénio, aos gases nobres e aos átomos que só precisam ter apenas dois electrões na última camada como o Lítio e o Berílio por exemplo.

Estabilidade dos Gases Nobres

Os gases nobres são as únicas átomos que se encontram na natureza como átomos isolados e estáveis e por este motivos não participam de ligações interatómicas, apenas em reacções nucleares.

LIGAÇÕES IÓNICAS

A ligação Iónica também chamada electrovalente ( porque é há transferência de electrões de valência )  é aquela que ocorre entre um elemento electroposivo e um elemento electronegativo havendo transferência de eletrões do elemento electropositivo (metal) para o electronegativo (não metal). 

Considera a ligação entre os átomos de Sódio ( Na ) e o Cloro ( Cl ).

Veja o esquema e repara que no estágio inicial, antes da reacção os átomos de Sódio e Cloro estão com uma configuração electrónica do estado fundamental. Quando os dois átomos são unidos há uma transferência de electrões valentes pela diferença de electronegatividade entre os dois átomos participantes da ligação simbolizada pela seta curva. A transferência de electrão ocorre do átomo de Sódio para o de Cloro por que o Sódio é electropositivo ( numa ligação normal tem tendência de doar sempre o seu electrão de valência ) e o Cloro é mais electronegativo ( tem tendência de adicionar um electrão a sua camada de valência ).

Do outro lado da seta tem-se os átomos em fase de ligação e nota que agora tanto o átomo de Sódio que perdeu o seu último electrão quanto o de Cloro que adicionou mais um a sua última camada adquiriram uma nova configuração electrónica estável, ambos com oito electrões na última camada comprovando a ideia inicial de que os átomos ligam-se uns aos outros para adquirirem uma estabilidade electrónica.

Os compostos formados numa ligação Iónica são chamados de compostos Iónicos por que  todo o átomo ao perder ou ganhando electrões deixa de ser chamado átomo e passa a ser chamado de Ião. 

continuando ainda com o esquema acima repara também que os átomos do lado direito da seta estão representados agora com sinais matemáticos, o Sódio com um sinal positivo ( + ) e o Cloro com um sinal negativo ( - ). Isto tem uma justificação bem plausível: Nota que o Sódio inicialmente tinha 11 electrões ao total e o Cloro 17 electrões, a estrutura de um átomo é feita de uma parte central carregada positivamente e uma electroesfera periférica carregada negativamente numa igualdade de cargas. No decorrer da ligação entre os dois átomos o Sódio ao transferir um electrão para o Cloro passou a ter 11 cargas positivas no centro e apenas 10 cargas negativas na electroesfera  ficando com uma diferença de cargas, uma carga positiva a mais que é então representada por aquele sinal positivo que aparece no Sódio. O inverso acontece com o Cloro, ao receber um electrão o Cloro passa a ter 17 cargas positivas nos centro e 18 na electroesfera há uma carga negativa a mais em relação ao número de cargas positivas, este número de cargas negativas a mais é representada pelo sinal negativo que aparece no Cloro.