Ligação covalente

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Ligação covalente entre dois átomos de hidrogênio.

Uma ligação covalente é um tipo de ligação química produzida pela união de dois átomos, que essencialmente "compartilham" elétrons entre eles.[1] Não existe uma fronteira nítida entre a ligação iônica e a ligação covalente.[2]

Formação

Qualquer átomo, com exceção de um gás nobre, tem uma "camada" externa incompleta de elétrons. Esta é uma configuração inerentemente instável que pode ser resolvida em uma de duas maneiras:

  1. Um átomo pode lançar, ou adquirir, vários elétrons de modo a obter uma configuração de elétrons semelhante ao do gás nobre mais próximo. O resultado será um íon.
  2. Dois átomos podem compartilhar elétrons. Um elétron de modo partilhado passa parte do seu tempo completando uma configuração de elétrons estáveis ​​para cada um dos dois átomos que o partilhem. Esse tipo de compartilhamento é uma ligação covalente.

As ligações covalentes são encontradas tanto em moléculas quanto em íons poliatômicos. No último caso, mesmo a partilha mútua de elétrons não é suficiente para assegurar a estabilidade das configurações de elétrons de todos os átomos. Nesse caso, toda a estrutura pode ainda ter um deficit ou excedente de elétrons, dando-lhe uma valência iónica.

Tipos

Uma ligação covalente pode ser simples, dupla ou tripla[3] (Ligações covalentes quádruplas são desconhecidas para a química moderna). O descritor refere-se ao número de elétrons que os dois átomos compartilham entre eles.

Ligações duplas e triplas impõe restrições geométricas drásticas em qualquer molécula de que fazem parte. Por exemplo, ligações duplas entre átomos de carbono forçam outras substâncias ligadas a estes átomos a se ligar a 120 graus, em cada lado da ligação, e no mesmo plano. Ligações triplas forçam as outras substâncias a se ligar diametralmente opostas ao vínculo.

Estruturas de ressonância

Qualquer átomo dado (mais tipicamente de carbono) pode ter sempre uma ligação simples a um átomo e uma ligação dupla a outro. Mas freqüentemente os segundo e terceiro átomos são do mesmo elemento químico, e os átomos, por sua vez têm o mesmo tipo de ligações (ligações ou não covalentes absolutamente) a outros átomos. Em tal caso, não existe motivo razoável supor que um átomo é mais fortemente ligado do que o outro--e de fato, os químicos descobriram que as ligações gerais dos vários átomos têm força igual.

A teoria atual sustenta que a ressonância ocorre entre os dois esquemas alternativos para a ligação dos átomos. A ressonância não significa que a molécula, ou íon poliatômico, oscila entre dois esquemas de ligação. Pelo contrário, os átomos irá formar ligações que são intermediárias entre ligações simples e duplas. Esse esquema é uma estrutura de ressonância, e realiza todas as metas de uma ligação covalente.

O ozônio (O3), o grupo carboxílico de ácidos carboxílicos, e a estrutura de anel aromático do benzeno são três das estruturas de ressonância mais comuns conhecidas na química.

Ligações covalentes dativas

O gás venenoso monóxido de carbono é um exemplo típico de ligação covalente dativa.

Muitas vezes, quando os átomos se unem, ambos os elétrons em uma ligação covalente vem de apenas um dos átomos envolvidos.[4] Este tipo de ligação é chamado ligação dativa, ligação coordenada[4] ou ligação semipolar. Para representar o átomo que está doando os elétrons uma seta é por vezes utilizada, indicando a direção do doador ao receptor, como mostrado na figura à direita. Dois elétrons de oxigênio se ligam a dois elétrons de carbono em ligações covalentes, mas também o átomo de oxigênio fornece mais dois elétrons para completar a camada externa de elétrons, formando uma ligação dativa indicada pela seta.

Ligações covalentes polares

Ácido clorídrico

Uma ligação covalente polar ou ligação polar é uma ligação covalente, em que os elétrons ligados passam mais tempo perto de um dos átomos do que do outro.[5] As ligações covalentes são afetadas pela eletronegatividade dos átomos ligados. Dois átomos com electronegatividade diferente vão fazer uma ligação polar tal como com o ácido clorídrico (H−Cl). Se ocorrer uma diferença quanto à capacidade relativa de atração de elétrons grande o suficiente, uma ligação iônica será formada.[6] É possível considerar a ligação covalente polar como intermediária entre uma ligação covalente não polar tal como com a molécula de hidrogênio (H-H), e uma ligação iônica, por exemplo o NaCl.[5]

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Ver também

Referências

  1. Silberberg, Martin S. Principles of General Chemistry. 2ª ed. Boston: McGraw-Hill, 2010. p. 280. ISBN 978–0–07–351108–5
  2. Huheey, James E.; Keiter, Ellen A.; Keiter, Richard L. Inorganic Chemistry: Principles of Structure and Reactivity. 4ª ed. New York: Harper Collins College Publishers, 1993. p. 92. ISBN 0-06-042995-X
  3. Brown, Lawrence S.; Holme, Thomas A. Chemistry for Engineering Students. 2ª ed. Belmont, CA: Brooks/Cole, 2011. p. 211. ISBN 978-1-4390-4791-0
  4. 4,0 4,1 Conoley, Chris; Hills, Phil. Chemistry. 3ª ed. London: Harper Collins Publishers, 2008. p. 76. ISBN 978-0-00-726748-4
  5. 5,0 5,1 Ebbing, Darrell D.; Gammon, Steven D. General Chemistry. 9ª ed. Boston: Houghton Mifflin Company, 2009. p. 345. ISBN 978-0-618-85748-7
  6. Brown, Theodore L.; LeMay Jr., H. Eugene; Bursten, Bruce E.; Murphy, Catherine J.; Woodward, Parrick. Chemistry: The Central Science. 11ª ed. Upper Saddle River, NJ: Pearson Education, Inc., 2009. p. 308. ISBN 978-0-13-600617-6