Ligações Químicas

As Ligações Químicas

 

I - DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA

Há na eletrosfera diferentes níveis ou camadas de energia. O elétron não apresenta valor energético, mas está em determinados níveis de energia (em número de sete) representados por letras maiúsculas, partindo-se da mais próxima do núcleo à mais distante.

É nessa direção também que aumenta a energia, sendo que há uma diminuição na diferença de energia entre camadas consecutivas, à medida em que se afastam do núcleo.

 

Designação das camadas:

K, L, M, N, O, P e Q.

Núcleo) K) L) M) N) O) P) Q

O número máximo de elétrons suportáveis pelas camadas são:

K-2 L-8 M-18 N-32 O-32 P-18 Q-2

 

A - A DISTRIBUIÇÃO DOS ELÉTRONS NAS CAMADAS

(Método Simplificado)

1 - Regras - inicia-se pela camada K, observando-se o fato de que a última camada nunca possuirá mais que 8 elétrons.

B - A TABELA PERIÓDICA QUANTO ÀS DISTRIBUIÇÕES ELETRÔNICAS

Sabemos que as famílias formam-se com elementos de propriedades semelhantes, decorrentes do fato de terem todos o mesmo número de elétrons na última camada.

IA: Alcalinos.

 

H 1

1 e (K)

 

3 L i 2 1

(K) (L)

 

11 Na 2 8 1

(K) (L) (M)

 

19 K 2 8 8 1

(K) (L) (M) (N)

 

Todas as últimas duas camadas apresentam 1 (um) elétron.

As famílias A apresentam, na última camada, número igual ao da família, o que não se aplica à família B. No caso dos gases nobres, todos têm em sua última camada 8 elétrons.

 

C - OS PERÍODOS DA TABELA

Os períodos contidos na tabela são 7 e correspondem às 7 camadas do átomo.

Assim, num período, todos os átomos têm o mesmo número de camadas. A contagem dá-se de cima para baixo.

1º período - Hidrogênio, Hélio apenas (K) preenchida.

2° período - Lítio, Berílio, Boro, Carbono, Nitrogênio, Oxigênio, Flúor e Neônio - todos possuem duas camadas preenchidas (K) e (L).

Assim se dá até o último período.

 

II - AS LIGAÇÕES QUÍMICAS

Praticamente, tudo o que vemos é formado pela ligação dos átomos: os metais, a água, a madeira etc. Raros são aqueles que não se ligam. Só átomos muito estáveis, que não necessitam de ligação e se mantêm isolados. São os gases nobres. Todos eles, à exceção do Hélio è ₂He possuem todos os elétrons (e) em sua última camada.

Os átomos dos elementos se ligam exatamente para adquirir estabilidade, isto é, ter distribuição eletrônica semelhante à dos gases nobres, 8 elétrons na última camada.

Essas ligações químicas podem ocorrer das seguintes formas:

A - LIGAÇÕES IÔNICAS

Nome que se dá à ligação entre íons + e -.

1 - Os átomos carregados positivamente têm o nome de cátions ou íon +.

2 - Átomos de carga negativa são os ânions ou íon -.

3 - O mecanismo da ligação iônica se dá através da modificação da carga elétrica dos átomos, tendo por base o Lítio e o Flúor e as diferenças entre seus elementos:

 

3 Li 2 1

(K) (L)

 

9 F 2 7

(K) (L)

O objetivo dos átomos nas ligações é adquirir configuração semelhante à dos gases nobres (8 é na última camada ou 2 é como o He).

é = elétron

a - No caso do Li, ele irá perder um é da última camada adquirindo a configuração do hélio.

3Li } 2 1 =

(K) (L)

2He} 2

(K)

Essa perda acarreta mudança na carga elétrica do elemento, pois haverá um próton em excesso, o que positivará o átomo.

3 Li Li

3p (+ ) 3p (+ )

3e ( - ) 2e ( - )

De onde concluímos que de Li º (átomo neutro) ele se transformou em Li ⁺ cátion.

 

O flúor, por sua vez, tem 7e na última camada.

Para conseguir assemelhar-se a gás nobre, deverá ter 8e ou 2e (He).

Se ele então receber le ficará semelhante ao neônio Ne (gás nobre).

Sua carga, porém, se negativará nessa transformação: haverá sobra de 1 elétron.

9F F^-1

9p (+ ) 9 p (+ )

9e ( - ) 10 e ( - )

De átomo neutro, o flúor transformou-se em ânion.

Os átomos são "econômicos", isto é, procuram realizar ligações nas quais' haja o menor envolvimento possível de energia. Buscam sempre as formas mais fáceis para chegarem à semelhança de gás nobre.

Depois dessas colocações, chegaremos, portanto, à situação final do lítio e do flúor nessa ligação.

Cátion Li ⁺ 2

He 2

 

Ânion F- 2 8

Ne 2° (K) (L)

10 (K)

Agora haverá atração possível para que ocorra a ligação iônica.

Esquema:

O cátion, ao perder o é no seu estado anterior, diminui de tamanho. O ânion será maior que seu átomo de origem.

 

4 - Considerações

a - Os metais têm a tendência a se transformarem em cátions, enquanto os não-metais transformam-se em ânions.

Há, pois, freqüência de ligação iônica entre metais e não metais.

b - A atração entre cátions e ânions tem tem forças eletrostáticas em diferentes. Ocorre, então, atração exercida pelo cátion sobre os ânions vizinhos.Na ligação iônica, há um aglomerado de íons em estado sólido.

c - As substâncias iônicas são sólidas e possuem alto ponto de fusão no meio ambiente, pois as forças eletrostáticas são muito intensas.

NaCl - Cloreto de Sódio

Ponto de fusão = 880°C

 

B - LIGAÇÃO COVALENTE OU MOLECULAR

É a que ocorre entre átomos com eletronegatividades iguais ou muito próximas. A atração do par eletrônico é exercida pelos átomos na mesma intensidade.

1 - Previsão dos tipos de ligação.

 

a - Conforme os elementos:

Ligação iônica: metal + não-metal.

Ligação covalente: não-metal + semimetal.

 

2 - Diferença de eletronegatividade:

A ligação iônica ocorre quando há diferença de eletronegatividade superior a 1,7.

∆ > 1,7

A ligação covalente ocorre quando a diferença for inferior a 1,7.

∆ < 1,7

O hidrogênio é considerado um não-metal.

 

C - LIGAÇÃO DATIVA

Semelhante à covalente, pois há o compartilhamento do par de elétrons. Ocorre que um dos átomos cede ao outro o par de que ele necessita.

1 - Diferença entre elas.

Na ligação covalente, o par forma-se com um elétron de cada átomo.

Na dativa, um átomo cede um par de elétrons.

Depois de ocorrida, transformam-se em covalente comum posto que não se poderá diferenciá-las.

Exemplo: S O₂

1º passo:

S } 2 - 8 6

O } 2 - 6 4

 

2º passo:

Enxofre (S) átomo central

3º passo:

Ocorrerá, nesta etapa, ligações dativas, onde os átomos se ligárão ao átomo central.

ou ainda:

D - LIGAÇÕES METÁLICAS

São as de base metálica.

São características das ligações metálicas: boa condução de eletricidade e calor. Maleabilidade e brilho característico. Há diversos modelos que pretendem demonstrar as ligações dos átomos na base metálica.

1 - Mar de elétrons

Características: Boa condutibilidade da eletricidade e do calor; os elétrons perdidos da última camada dos átomos formariam uma "nuvem de elétrons livres", que envolveria os átomos da base metálica.

 

III - EQUAÇÕES QUÍMICAS NOÇÕES BÁSICAS

O surgimento das substâncias está ligado a fenômenos químicos, que são as reações químicas.

Quando ocorre uma reação química entre o hidrogênio e o oxigênio, por exemplo, resulta a produção de água.

Os produtos que reagem entre si são chamados reagentes.

A substância produzida é chamada de produto. A forma adequada para a representação desse fenômeno químico - as reações - são as equações químicas onde são utilizados os símbolos dos elementos.

No caso do hidrogênio e do oxigênio, que formam a água, temos:

2H₂ + O₂ = 2H₂O

A) Nos dois lados da equação, há a necessidade da manutenção do equilíbrio. Para tanto, utilizam-se coeficientes antes das fórmulas, que serão os controladores desse equilíbrio.

B) O coeficiente 1 (um) geralmente não é representado. Cada elemento da equação que está servindo como exemplo apresenta, em relação ao número de átomos, o seguinte gráfico:

Lado esquerdo (reagentes) 4 átomos de hidrogênio 2 átomos de oxigênio

Lado direito (produtos) 4 átomos de hidrogênio 2 átomos de oxigênio

Veja também : Experiências       Os Gases          Hibridação do Carbono