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 por volta de uma centena de
elementos químicos. Os átomos destes elementos, ao se unirem, formam a grande diversidade de
substâncias.
Annotations:
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. 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.
Regra do octeto
Um certo número de elementos adquire estabilidade eletrônica quando seus átomos apresentam
oito elétrons na sua camada mais externa, e usualmente esses se ligam de forma a buscarem
completar esses oito elétrons, especificamente ao completar suas camadas externas. Dadas as
variações na distribuição eletrônica, existem muitas exceções para essa regra, a exemplo do
Hidrogênio (H) que se estabiliza com dois elétrons na última camada.[1] Como exemplo da regra do
octeto, válida contudo de forma bem regular para os principais elementos representativos da tabela
periódica, temos o caso do átomo de carbono, que é tetravalente (pode realizar quatro ligações), e
além dele todos os átomos que pertencem a família de número 14 da tabela periódica que, também
tetravalentes, encontram-se no eixo central dessa regra (Octeto).
Annotations:
De fato, a regra do octeto vale somente para os elementos representativos do nível dois, como o carbono, o nitrogênio e o oxigênio (que são alguns dos elementos mais utilizados no ensino de química). Ao descer para o nível três, porém, os átomos já tendem a adquirir uma configuração estável com 18 elétrons, e para outro níveis já se torna difícil estabelecer um padrão para as distribuições eletrônicas, devidos às variações citadas anteriormente. A regra é, contudo, uma ótima aproximação para o ensino a nível médio, porém se torna obsoleta para campos de engenharia química, e nuclear, por exemplo.
A regra do octeto termina com 8 elétrons em sua ultima camada para todos os gases nobres,exceto o hélio que termina com 2 elétrons na camada de valência
Ligações Iônicas
Ligações iônicas são um tipo de ligação química baseada na atração eletrostática entre dois íons
carregados com cargas opostas.[3][4] Na formação da ligação iônica, um metal tem uma grande
tendência a perder elétron(s), formando um íon positivo ou cátion. Isso ocorre devido à baixa energia
de ionização de um metal, isto é, é necessária pouca energia para remover um elétron de um metal.
Annotations:
O lítio tem um elétron em sua camada de valência, mantido com pouca dificuldade porque sua energia de ionização é baixa. O flúor possui 7 elétrons em sua camada de valência. Quando um elétron se move do lítio para o flúor, cada íonadquire a configuração de gás nobre. A energia de ligação proveniente da atração eletrostática dos dois íons de cargas opostas tem valor negativo suficiente para que a ligação se torne estável.
Simultaneamente, o átomo de um ametal (não-metal) possui uma grande tendência a ganhar
elétron(s), formando um íon de carga negativa ou ânion. Isso ocorre devido à sua grande afinidade
eletrônica. Sendo assim, os dois íons formados, cátion e ânion, se atraem devido a forças
eletrostáticas e formam a ligação iônica.
Ligações Covalentes
Ligação covalente ou molecular é aquela onde os átomos possuem a tendência de compartilhar os
elétrons de sua camada de valência, ou seja, de sua camada mais instável. Neste tipo de ligação não
há a formação de íons, pois as estruturas formadas são eletronicamente neutras, como o exemplo
abaixo, da água. Ele necessita de dois elétrons para ficar estável e o H irá compartilhar seu elétron
com o O. Sendo assim o O ainda necessita de um elétron para se estabilizar, então é preciso de mais
um H e esse H compartilha seu elétron com o O, estabilizando-o. Sendo assim é formado uma
molécula o H2O.
Annotations:
OBS.: Ao compartilharem elétrons, os átomos podem originar uma ou mais substâncias simples diferentes. Esse fenômeno é denominado alotropia. Essa substâncias são chamadas de variedades alotrópicas. As variedades podem diferir entre si pelo número de átomos no retículo cristalino. Ex.: Carbono, Oxigênio,Enxofre, Fósforo.
Ligação metálica
A ligação metálica ocorre entre metais, isto é, átomos de alta eletropositividade (tendência a doar
elétrons).
Annotations:
Num sólido, os átomos estão dispostos de maneira variada, mas sempre próximos uns aos outros, compondo um retículo cristalino. Enquanto certos corpos apresentam os elétrons bem presos aos átomos, em outros, algumas dessas partículas permanecem com certa liberdade de se movimentarem no cristal. É o que diferencia, em termos de condutibilidade elétrica, os corpos condutores dos isolantes. Nos corpos condutores, muitos dos elétrons se movimentam livremente no cristal, de forma desordenada, isto é, em todas as direções. E, justamente por ser caótico, esse movimento não resulta em qualquer deslocamento de carga de um lado a outro do cristal.
Os átomos de um metal têm grande tendência a perder elétrons da última camada e transformar-se
em cátions. Esses elétrons, entretanto, são simultaneamente atraídos por outros íons, que então o
perdem novamente e assim por diante. Por isso, apesar de predominarem íons positivos e elétrons
livres, diz-se que os átomos de um metal são eletricamente neutros.
Annotations:
Os átomos mantêm-se no interior da rede não só por implicações geométricas, mas também por apresentarem um tipo peculiar de ligação química, denominada ligação metálica. A união dos átomos que ocupam os "nós" de uma rede cristalina dá-se por meio dos elétrons de valência que compartilham (os situados em camadas eletrônicas não são completamente cheias). A disposição resultante é a de uma malha formada por íons positivos e uma nuvem eletrônica.