Quando ocorre uma ligação covalente entre átomos?

As ligações covalentes ocorrem entre átomos de elementos não metálicos, isto é, entre hidrogênio, ametais e semimetais, todos com a tendência de receber elétrons.

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Ordem de ligação[editar | editar código-fonte]
Teorias de ligação covalente[editar | editar código-fonte]
Exemplos de ligação covalente[editar | editar código-fonte]
Referências
Ver também[editar | editar código-fonte]

Os átomos desses elementos se unem por meio do compartilhamento de um ou mais pares de elétrons, formando estruturas eletricamente neutras, sendo que os elétrons pertencem a ambos os átomos que estão realizando as ligações.

Esse tipo de ligação química é denominado também de ligação molecular, porque ao compartilharem os pares de elétrons, formam-se conjuntos de átomos ligados isolados e de grandeza limitada, que são chamados de moléculas. Além disso, pode ser chamada ainda de ligação homopolar.

A ligação covalente segue a regra ou modelo do octeto, que diz:

“Para adquirir estabilidade eletrônica um átomo precisa possuir configuração eletrônica igual à de um gás nobre, ou seja, tem que ter oito elétrons na sua camada de valência, que é o nível de energia mais externo.”

No caso de átomos que só possuem a primeira camada eletrônica, o número de elétrons que precisam ter para adquirir a estabilidade é igual a 2.

Veja um exemplo:

Temos dois átomos de hidrogênio, sendo que cada um possui apenas um elétron na sua única camada eletrônica. Visto que ambos precisam receber mais um elétron e ficar com dois elétrons para ficarem estáveis, eles compartilham um par de elétrons, realizando uma ligação covalente que dá origem ao gás hidrogênio:

H + H → H2

H2 é a fórmula molecular do composto formado, ou seja, é a fórmula que indica o número real de átomos de cada tipo de elemento químico que aparece na molécula.

Outra forma de representar a ligação covalente é pela fórmula eletrônica de Lewis, em que cada elétron da última camada é representado por um pontinho ou por um “x” ao redor do símbolo do elemento:

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Um último tipo de representação é a fórmula estrutural plana, na qual cada par compartilhado é representado por um traço (?). Como só temos um par compartilhado entre os dois átomos de hidrogênio, então a sua fórmula estrutural é dada por: H ? H.

Vejamos agora outro exemplo: Cada átomo de oxigênio possui seis elétrons em sua última camada eletrônica. Visto que cada um precisa de mais dois elétrons para completar o octeto e adquirir estabilidade, esses dois átomos irão compartilhar dois pares de elétrons, ficando com oito elétrons cada um. Pela fórmula eletrônica, temos:

Sua fórmula molecular é O2 e sua fórmula estrutural plana é: O ? O, sendo formada uma ligação dupla.

Agora veja um exemplo mais complexo, envolvendo ligações covalentes entre átomos de oxigênio e hidrogênio. Conforme já dito, cada hidrogênio precisa receber um elétron para ficar estável, enquanto cada oxigênio precisa receber dois elétrons.

Assim, se ligarmos apenas um hidrogênio com um átomo de oxigênio, apenas o hidrogênio ficará estável, enquanto o oxigênio ainda precisará de mais um elétron. Veja isso abaixo:

Para que se forme a molécula e todos os elementos fiquem estáveis é necessário que outro átomo de hidrogênio se ligue ao oxigênio:

Desse modo, é formada a molécula de água, H2O, com a seguinte fórmula estrutural:

H ? O ? H

Aproveite para conferir nossas videoaulas relacionadas ao assunto:

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.

Ligação covalente é uma ligação química caracterizada pelo compartilhamento de um ou mais pares de eletrões entre átomos. O nome ligação covalente surgiu em 1939.

Os primeiros conceitos de ligação covalente surgiram desse tipo de imagem da molécula de carbono e hidrogênio. A ligação covalente está implícita na estrutura de Lewis, indicando elétrons compartilhados entre átomos.

Átomos tendem a compartilhar eletrões de modo que suas camadas eletrônicas externas sejam preenchidas e eles adquiram uma distribuição eletrónica mais estável. A força dessas ligações é maior que a das interações intermoleculares e comparável à da ligação iônica. Existem dois tipos principais: a ligação-σ (ligação sigma) e a ligação-π (ligação pi).

Ligações covalentes normalmente ocorrem entre átomos com eletronegatividades similares e altas (geralmente entre dois não-metais), dos quais remover completamente um elétron requer muita energia.

Um tipo especial de ligação covalente é a ligação covalente dativa, também conhecida como ligação covalente coordenada, que ocorre quando um único átomo fornece ambos os eletrões da ligação. Cada átomo pode potencialmente ceder apenas um par de eletrões para o outro.

Esse tipo de ligação tende a ser mais forte que outros tipos de ligações, como a iônica. Ao contrário das ligações iônicas, nas quais os íons são mantidos unidos por atração coulômbica não direcional, ligações covalentes são altamente direcionais. Como resultado, moléculas covalentemente ligadas tendem a formar-se em um número relativamente pequeno de formas características, exibindo ângulos de ligação específicos. Essa ligação também é considerada semelhante à metálica, dando-se os compartilhamentos.

Ordem de ligação[editar | editar código-fonte]

Quando ocorrem ligações entre íons positivos (cátions) e negativos (ânions) denominamos de Ligações Iônicas. Nessa ligação que a transferência de eletrões não é definitiva. Uma ligação iônica envolve forças eletrostáticas que atraem íons de cargas opostas. Íons são átomos em desequilíbrio elétrico e apresentam carga positiva ou negativa.

Esse tipo de ligação geralmente ocorre entre um átomo ou agrupamento de átomos que tem tendência a ceder e um átomo ou agrupamento de átomos que tem tendência a receber eletrões. Os átomos que apresentam facilidade em perder eletrões, são em geral os metais das famílias IA, IIA e IIIA, e os que recebem eletrões são os ametais das famílias VA, VIA e VIIA.

A ligação covalente permite, em certos casos, a formação de longas moléculas, tais como a da substância presente no cabelo, a queratina.

Ligações quádruplas, embora raras, também existem. Tanto o carbono quanto o silício podem teoricamente formá-las; entretanto, as moléculas formadas são extremamente instáveis. Ligações quádruplas estáveis são observadas, normalmente entre dois metais de transição em compostos organometálicos. Ligações sêxtuplas também foram observadas em metais de transição na fase gasosa e são ainda mais raras.

Na ligação covalente normal a diferença de eletronegatividade deve ser menor que 1,7. Se essa diferença for maior, a ligação é iónica.

Principais características das ligações e substâncias covalentes e moleculares:

Sempre que ocorrer ligações covalentes, todos os átomos envolvidos precisam receber elétrons para atingir a estabilidade ou completar sua camada de valência.
Neste caso ocorrerá com os não-metais e hidrogênio, pois um necessita do outro para atingir sua estabilidade, sendo que o hidrogênio não irá perder seu elétron apenas compartilhar com um elemento o grupo dos não metais por exemplo:o Cl-(Cloro).
As substâncias moleculares são, em geral, líquidas ou gasosas, entretanto não são boas condutoras de eletricidade, diferentemente das soluções iônicas.
As substâncias covalentes, a condições ambiente, isto é a 25 °C e 1 atm, podem estar no estado líquido como o éter, sólido como a parafina e no estado gasoso como o gás carbônico. Apresentam variados pontos de fusão e ebulição, como por exemplo o carbono na estrutura do diamante 3 550 ºC (fusão) e bismuto 271,4 ºC (fusão), ao contrario das substâncias iônicas em que estes são sempre altíssimos. As suas macromoléculas apresentam diferenciação formando dessa forma um grande conjunto de átomos, por exemplo: C(grafite) C(diamante), apresentam diferenciação na organização de suas moléculas.

Teorias de ligação covalente[editar | editar código-fonte]

Existem duas teorias que explicam como se formam as ligações covalentes entre átomos. A teoria da ligação de valência e a teoria das orbitais moleculares. Esta última é mais aprofundada, embora a primeira seja suficiente para uma compreensão simplificada da estrutura das moléculas.

Ligações múltiplas entre átomos que usam junto dois eletrons se chamam monovalentes, 4, bivalentes e 6, trivalentes.

Usando a mecânica quântica, é possível determinar a estrutura eletrônica, os níveis de energia, ângulos de ligação, comprimentos de ligação, momentos apolares, e espectros de frequência de moléculas simples com baixo grau de precisão. Atualmente, comprimentos e ângulos de ligações podem ser calculados tão precisamente quanto podem ser medidos pelo medidor de cargas (precisão da ordem de poucos picômetros para comprimento e poucos graus para ângulos e tipos de eletroatividade). Para o caso de pequenas moléculas, cálculos de energia são suficientemente precisos e úteis na determinação de calores de formação e energias de ativação e Formas de covalentes.