Índice

1. Introdução
2. Desenvolvimento
   1. Ligações Químicas
   2. Estabilidade dos gases nobres
   3. Ligação Iónica
   4. Ligação Covalente
   5. Ligação Metálica
3. Conclusão
4. Referências Bibliográficas

Introdução

Os átomos dificilmente ficam sozinhos na natureza. Eles tendem a se unir uns aos outros, formando assim tudo o que existe hoje.

Alguns átomos são estáveis, ou seja, pouco reativos. Já outros não podem ficar isolados. Precisam se ligar a outros elementos. As forças que mantêm os átomos unidos são fundamentalmente de natureza elétrica e são chamadas de Ligações Químicas.

As 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.

Toda ligação envolve o movimento de eletrões nas camadas mais externas dos átomos, mas nunca atinge o núcleo.

Nesta ordem de ideia, ao longo das próximas páginas tratarei de assuntos como:

• Estabilidade dos gases nobres
• Ligação Iónica
• Ligação Covalente
• Ligação Metálica

Ligações Químicas

Na Natureza existem aproximadamente uma centena de elementos químicos. Os átomos destes elementos químicos ao se unirem formam a grande diversidade de substâncias químicas.

Outro tipo de ligações químicas ocorre através do compartilhamento de eletrões: a ligação covalente. Como exemplo tem-se a água (H₂O). Dá-se o nome de molécula apenas à estrutura em que todos os seus átomos conectam-se uns aos outros de forma exclusiva via ligação covalente.

Existe também a ligação metálica onde os eletrões das últimas camadas dos átomos do metal soltam-se dos respectivos iões formados e passam a se movimentar livremente entre todos os iões de forma a mantê-los unidos. Um átomo encontra-se assim ligado não apenas ao seu vizinho imediato, como na ligação covalente, mas sim a todos os demais átomos do objeto metálico via uma nuvem de eletrões de longo alcance que se distribui entorno dos mesmos.

Estabilidade Dos Gases Nobres

De todos os elementos químicos conhecidos, apenas 6, os gases nobres ou raros, são encontrados na natureza na forma de átomos isolados. Os demais se encontram sempre ligados uns aos outros, de diversas maneiras, nas mais diversas combinações.

Os gases nobres são encontrados na natureza na forma de átomos isolados porque eles têm a última camada da electrosfera completa, ou seja, com 8 eletrões. Mesmo o hélio, com 2 eletrões, está completo porque o nível K só permite, no máximo, 2 eletrões.

Regra do Octeto – Os elementos químicos devem sempre conter 8 eletrões na última camada eletrônica ou camada de valência. Na camada K pode haver no máximo 2 eletrões. Desta forma os átomos ficam estáveis, com a configuração idêntica à dos gases nobres.

Observe a distribuição eletrônica dos gases nobres na tabela a seguir:

A estabilidade dos gases nobres deve-se ao fato de que possuem a última camada completa, ou seja, com o número máximo de elétrons que essa camada pode conter, enquanto última. Os átomos dos demais elementos químicos, para ficarem estáveis, devem adquirir, através das ligações químicas, electrosferas iguais às dos gases nobres.

Há três tipos de ligações químicas:

- Ligação Iônica – perda ou ganho de elétrons.
- Ligação Covalente – compartilhamento de elétrons.
- Ligação Metálica – átomos neutros e cátions mergulhados numa "nuvem" de elétrons.

Ligação Iônica

A ligação iônica é resultado da alteração entre íons de cargas elétricas contrárias (ânions e cátions).

Esta ligação acontece, geralmente, entre os metais e não-metais.

Metais – 1 a 3 elétrons na última camada; tendência a perder elétrons e formar cátions. Elementos mais eletropositivos ou menos eletronegativos.

Não-Metais – 5 a 7 elétrons na última camada; tendência a ganhar elétrons e formar ânions. Elementos mais eletronegativos ou menos eletropositivos.

Então:

METAL + NÃO-METAL →  LIGAÇÃO IÔNICA

Exemplo: Na e Cl
Na (Z = 11)   K = 2  L = 8  M = 1
Cl (Z = 17)    K = 2  L = 8  M = 7

O Na quer doar 1 é          →     Na+ (cátion)
O Cl quer receber 1 é      →     Cl –  (ânion)

O cloro quer receber 7é na última camada. Para ficar com 8é (igual aos gases nobres) precisa de 1é.

  Na⁺          Cl ^–       →         NaCl
cátion       ânion             cloreto de sódio

As ligações iônicas formam compostos iônicos que são constituídos de cátions e ânions. Tais compostos iônicos formam-se de acordo com a capacidade de cada átomo de ganhar ou perder elétrons. Essa capacidade é a valência.

Observe a tabela com a valência dos elementos químicos (alguns alcalinos, alcalinos terrosos, calcogênios e halogênios):

Valência de outros elementos químicos:

Exemplo: Mg e Cl

  Mg+2                 Cl 1-              →                 MgCl2
cátion         ânion              cloreto de magnésio

Pode-se utilizar a “Regra da Tesoura”, onde o cátion passará a ser o número de cloros (não-metal) na fórmula final e o ânion será o número de magnésio (metal).

Outro exemplo: Al e O

  Al +3              O -2                →                     Al2O3
cátion           ânion                   óxido de alumínio

Neste caso, também foi utilizada a “Regra da Tesoura”.

A fórmula final será chamada de íon fórmula.

Fórmula Eletrônica / Teoria de Lewis

A fórmula eletrônica representa os elétrons nas camadas de valência dos átomos.
Ex. NaCl

A fórmula eletrônica é também chamada de fórmula de Lewis por ter sido proposta por esse cientista.

Ligação Covalente

Ligação covalente é um par de elétrons compartilhado por dois átomos, sendo um elétron de cada átomo participante da ligação.

Ligação covalente polar é aquela que constitui um dipolo elétrico. Forma-se quando as eletronegatividades dos elementos ligados são diferentes.

Ligação covalente apolar é aquela que não constitui dipolo elétrico. Neste caso, as eletronegatividades dos átomos ligados são iguais.

Ligação dativa ou coordenada é um par de elétrons compartilhado por dois átomos, no qual os dois elétrons são fornecidos apenas por um dos átomos participantes da ligação. Forma-se quando um dos átomos já tem o seu octeto completo e o outro ainda não.

A ligação covalente, geralmente é feita entre os não-metais e não metais, hidrogênio e não-metais e hidrogênio com hidrogênio.
Esta ligação é caracterizada pelo compartilhamento de elétrons. O hidrogênio possui um elétron na sua camada de valência. Para ficar idêntico ao gás nobre hélio com 2 elétrons na última camada. Ele precisa de mais um elétron. Então, 2 átomos de hidrogênio compartilham seus elétrons ficando estáveis:

Ex.  H (Z = 1)  K = 1

H – H    →   H2

O traço representa o par de elétrons compartilhados.

Nessa situação, tudo se passa como se cada átomo tivesse 2 elétrons  em sua electrosfera. Os elétrons pertencem ao mesmo tempo, aos dois átomos, ou seja, os dois átomos compartilham os 2 elétrons. A menor porção de uma substância resultante de ligação covalente é chamada de molécula. Então o H2 é uma molécula ou um composto molecular. Um composto é considerado composto molecular ou molécula quando possui apenas ligações covalentes

Observe a ligação covalente entre dois átomos de cloro:

Fórmula de Lewis ou Fórmula Eletrônica

Cl – Cl
Fórmula Estrutural

Cl 2
Fórmula Molecular

Conforme o número de elétrons que os átomos compartilham, eles podem ser mono, bi, tri ou tetravalentes.

A ligação covalente pode ocorrer também, entre átomos de diferentes elementos, por exemplo, a água.

Fórmula de Lewis

Fórmula Estrutural

H2O
Fórmula Molecular 

A água, no exemplo, faz três ligações covalentes, formando a molécula H2O. O oxigênio tem 6é na última camada e precisa de 2é para ficar estável. O hidrogênio tem 1 é e precisa de mais 1é para se estabilizar. Sobram ainda dois pares de elétrons sobre o átomo de oxigênio.

A ligação covalente pode ser representada de várias formas.

As fórmulas em que aparecem indicados pelos sinais   .   ou   x  são chamadas de fórmula de Lewis ou fórmula eletrônica.

Quando os pares de elétrons são representados por traços (-) chamamos de fórmula estrutural plana, mostrando o número de ligações e quais os átomos estão ligados. 

A fórmula molecular é a mais simplificada, mostrando apenas quais e quantos átomos têm na molécula. 
Veja o modelo:

                    H .  .  H                                   H – H                                   H2

Fórmula de Lewis ou eletrônica    Fórmula Estrutural Plana     Fórmula Molecular

Tabela de alguns elementos com sua valência (covalência) e a sua representação:

Ligação Metálica

Ligação metálica é a ligação entre metais e metais. Formam as chamadas ligas metálicas que são cada vez mais importantes para o nosso dia-a-dia.

No estado sólido, os metais se agrupam de forma geometricamente ordenados formando as células, ou grades ou retículo cristalino.

Uma amostra de metal é constituída por um grande número de células unitárias formadas por cátions desse metal.

Na ligação entre átomos de um elemento metálico ocorre liberação parcial dos elétrons mais externos, com a consequente formação de cátions, que formam as células unitárias. 

Esses cátions têm suas cargas estabilizadas pelos elétrons que foram liberados e que ficam envolvendo a estrutura como uma nuvem eletrônica. São dotados de um  certo movimento e, por isso, chamados de elétrons livres. Essa movimentação dos elétrons livres explica por que os metais são bons condutores elétricos e térmicos.

A consideração de que a corrente elétrica é um fluxo de elétrons levou à criação da Teoria da Nuvem Eletrônica ou Teoria do “Mar” de elétrons.
Pode-se dizer que o metal seria um aglomerado de átomos neutros e cátions, mergulhados numa nuvem ou “mar” de elétrons livres. Esta nuvem de elétrons funcionaria como a ligação metálica, que mantém os átomos unidos.

São estas ligações e suas estruturas que os metais apresentam uma série de propriedades bem características, como por exemplo, o brilho metálico, a condutividade elétrica, o alto ponto de fusão e ebulição, a maleabilidade, a ductilidade, a alta densidade e a resistência á tração. 

As ligas metálicas são a união de dois ou mais metais. Às vezes com não-metais e metais. As ligas têm mais aplicação do que os metais puros.

Conclusão

Sempre que estivermos a falar das ligações químicas, devemos ter em conta que ela é responsável para a combinação de átomos de mesmo elemento ou de elementos diferentes na natureza.

Há três tipos de ligações químicas, que são:

Ligação Covalente, que subdivide-se em covalente polar, apolar e coordenada, ela ocorre em átomos de mesmo elemento ou de diferentes elementos onde há partilha de electrões.

Ligação Iónica, ocorre entre um metal e um não metal, sendo caracterizada por doação de electrões.

Ligação Metálica, ocorre entre átomos de elementos metálicos (metal com metal), formando assim sólidos.

No nosso dia-a-dia usamos vários objectos, alimentos, até mesmo substâncias resultantes das ligações entre as partículas ou elementos químicos.

Referências Bibliográficas

• pt.wikipedia.org/wiki/Ligação_química
• guiadoestudante.abril.com.br › Home › Estudar
• educacao.uol.com.br/.../quimica/ligacoes-quimicas-metais-nao-metais-lig
• www.soq.com.br/conteudos/ef/ligacoesquimicas