O Nerd da Quimica

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LIGACOES QUIMICAS

Posted by o nerd da quimica on July 13, 2011 at 10:00 PM

--> Veja também:

- COMO SABER AS VALÊNCIAS DOS ELEMENTOS

- COMO SE LIGAM OS ELEMENTOS QUÍMICOS

CARBORANO

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Como vocês devem saber, existem três tipos principais de ligações químicas entre os átomos:

--> ligação iônica;

--> ligação covalente;

--> ligação metálica.

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A ligação iônica se forma geralmente entre átomos de metais e não-metais ou entre metal e o hidrogênio. O átomo de metal, com 1, 2 ou 3 elétrons em geral, precisa perder seus elétrons. O átomo de não-metal, geralmente com 5, 6 e 7 elétrons, precisa ganhar elétrons. Para que ambos se estabilizem, eles se juntam na proporção adequada e o átomo de metal cede seu(s) elétron(s) para o átomo de não-metal, até que todos estabilizem seu octeto. Como um átomo perdeu elétrons e o outro ganhou, ocorreu a formação de íons positivos (metal) e íons negativos (não-metal), que se atraem mutuamente e formam um retículo cristalino, de forma que o número de cargas positivas deve cancelar o número de cargas negativas (e vice-versa) para que o composto formado seja eletricamente neutro.

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- Um exemplo de composto iônico é o cloreto de sódio, NaCl (sal de cozinha), formados por íons Na(+) e Cl(-) (o Na quando perde seu elétron imita o gás nobre neônio, enquanto o Cl quando ganha o elétron cedido pelo Na imita o gás nobre argônio). A ligação iônica nada mais é do que a força de atração elétrica entre os cátions e os ânions, que permanecem bem próximos, porém separados, sem se tocar (diferente da ligação covalente onde os átomos estão "colados" uns aos outros). Cada cátion está cercado de ânions por todos os lados e vice-versa, formando uma estrutura rígida chamada retículo cristalino. O retículo do NaCl segue uma estrutura em forma de cubo, onde cada íon Na(+) está cercado por 6 íons Cl(-) e vice-versa.

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Modelo de ligação iônica do cloreto de sódio.

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Ligação iônica no cloreto de sódio (NaCl) e óxido de alumínio (Al2O3).

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A ligação covalente se forma quando ambos os átomos envolvidos na ligação precisam ganhar elétrons ou têm 4 elétrons na camada de valência. Se forma em geral entre átomos de não-metal e não-metal ou não-metal e hidrogênio (as ligações entre semimetal e não-metal também costumam ser covalentes). Como um átomo não pode tirar elétrons do outro, eles resolvem fazer um "uso comum" dos elétrons que precisam para completar seu octeto. Ocorre a junção das camadas de valência dos átomos envolvidos e no ponto de contato entre eles são compartilhados pares de elétrons, um de um átomo e o outro do outro átomo. Esses elétrons são contados entre os 2 átomos. Eles se juntam na proporção adequada para que o número de elétrons compartilhados satisfaça o octeto de ambos os átomos.

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- Um exemplo de substância covalente é o gás cloro, Cl2. Em sua molécula, 2 átomos de Cl se encontram unidos compartilhando um par de elétrons entre eles, um de cada átomo, mas que agora pertencem aos dois ao mesmo tempo. O átomo de Cl tem 7 elétrons na última camada e precisa ganhar 1 elétron. Quando os átomos de Cl se unem, os elétrons compartilhados são contados entre os 2 átomos. Cada átomo tem agora 7 elétrons seus mais 1 do outro átomo, de forma que cada um conseguiu completar 8 elétrons e imitar com sucesso o átomo de argônio, o gás nobre mais próximo.

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Ligações covalentes na molécula do gás metano (CH4). O átomo de carbono (C) precisa de 4 elétrons para ficar com a camada de valência igual à do neônio (Ne), enquanto que o hidrogênio (H) precisa ganhar 1 elétron para ficar com sua camada de valência similar à do hélio (He).

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Tipos de ligações covalentes:

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- Ligação simples:: é a ligação em que é compartilhado apenas um par de elétrons entre os átomos envolvidos. Essa ligação é do tipo sigma. É representada na fórmula por um traço ( - ) Ex:

- H2 --> H - H

- Cl2 --> Cl - Cl

- C2H6 (etano) --> H3C - CH3

- H2O --> H - O - H

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Ligações simples na molécula do metanol (CH3OH).

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- Ligação dupla: é a ligação formada entre dois átomos em que ocorre o compartilhamento de 2 pares de elétrons entre os átomos, ou seja, um átomo faz duas ligações com o outro átomo. Essa ligação é formada por uma ligação do tipo sigma (mais forte) e uma do tipo pi (mais fraca). Ela é representada no desenho da fórmula por dois traços ( = )entre os átomos envolvidos. Ex:

- O2 --> O = O

- C3H6O (acetona) --> (CH3)2C = O

- HNO2 --> H - O - N = O

- CO2 --> O = C = O

- CH2O --> H2C = O

(formaldeído / formol)

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Ligação dupla na molécula do gás etileno (C2H4).

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- Ligação tripla: é uma ligação em que os 2 átomos envolvidos compartilham 3 pares de elétrons, ou seja, fazem 3 ligações entre si. Essa ligação é formada por uma ligação tipo sigma e duas do tipo pi e é representada por 3 traços ( ≡ ) entre os átomos. Ex:

- N2 --> N ≡ N

- HCN --> H - C ≡ N

- C2H2 (acetileno) --> H - C ≡ C - H

- CH3CN (acetonitrila) --> H3C - C ≡ N

- HSCN --> H - S - C ≡ N

(ácido tiociânico)

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Ligação tripla na molécula do ácido cianídrico (HCN).

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- Ligação dativa ou coordenada: é um tipo de ligação muito semelhante à ligação simples, mas difere dela porque os 2 elétrons do par compartilhados vieram todos do mesmo átomo. Ela é formada entre um átomo com octeto já estabilizado (que deve obrigatoriamente ter pelo menos um par de elétrons não utilizado nas ligações) com um átomo ainda não estabilizado que "sobrou" e precisa de 2 elétrons para estabilizar. O átomo estabilizado "empresta" um elétron para o outro átomo e os dois passam a formar uma ligação, sendo que os elétrons vieram de um átomo e não dos dois. É uma ligação geralmente do tipo sigma e é representada na fórmula por uma seta ( → ) que aponta do átomo doador para o receptor. Ex:

- SO2 --> O = S→O

- HClO2 --> H - O - Cl→O

- H3PO4 --> (H - O)3P→O

- H3NBF3 --> H3N→BF3

- O3 --> O = O→O

- NH4(+) --> H3N→H(+)

- H3O(+) --> H2O→H(+)

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Ligações dativas numa molécula de ácido perclórico (HClO4)

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O monóxido de carbono (CO) é um exemplo clássico de molécula com ligação dativa.

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Ligações multicentradas: São um tipo de ligação química rara, encontrada em alguns compostos covalentes em que alguns dos átomos participantes não possuem elétrons suficientes para completar o octeto. Neste caso, o átomo deficiente de elétrons recorre a um recurso pouco comum: compartilhar um par de elétrons entre três ou mais átomos, ou seja, uma única ligação que une mais de dois átomos. As ligações desse tipo podem ser tricentradas, quando feita entre 3 átomos; quadricentradas, quando feita entre 4 átomos, etc. Esse tipo de ligação é relativamente comum em compostos de boro e berílio, como nos hidretos desses elementos, uma vez que em compostos covalentes esses elementos não possuem elétrons suficientes para completar o octeto. Ex:

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--> B2H6 (diborano)

--> (BeH2)n (hidreto de berílio)

--> Be(BH4)2 ou BeB2H8 (boroidreto de berílio)

--> (AlH3)n (hidreto de alumínio )

--> B5H9 (pentaborano-9)

--> B10C2H12 (carborano)

--> Zr(BH4)4 (boroidreto de zircônio)

--> [W6Cl12]Cl2 (cloreto de tungstênio (II, III))

--> K[Pt(C2H4)Cl3] (sal de Zeize)

--> B10H14 (decaborano-14 )

--> B9C2H11(-) (íon dicarbolídeo)

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Ânion do superácido carborano, [HCB11Cl11](-). Este composto é um dos ácidos mais fortes que se conhece, sendo um milhão de vezes mais forte que o ácido sulfúrico. É um dos únicos compostos que possuem um íon H(+) livre (não mostrado na imagem), pois ele não tem onde se "segurar" na estrutura da molécula. Note as ligações multicentradas entre os átomos de boro (verde).

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Sal de Zeize. Note a interação da ligação pi do etileno com o átomo de platina. O resultado é uma ligação do tipo tricentrada, em que um único par de elétrons é compartilhado entre 3 átomos.

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O pentaborano-9 é um exemplo de composto contendo ligações multicentradas do tipo tricentrada com 2 elétrons em sua estrutura (em vermelho).

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Na ligação metálica, vários átomos de metais (e alguns semimetais) se juntam e perdem ao mesmo tempo seus elétrons. Como eles não podem perder seus elétrons para o nada (se o átomo tentar fazer isso o elétron volta para ele de novo), eles tentam "empurrar" seus elétrons para o átomo mais próximo. Como esse átomo não quer ganhar elétrons (os metais precisam perder), ele tenta jogar esse elétron de volta para o átomo que o "empurrou" para ele. Isso acontece ao mesmo tempo com todos os átomos envolvidos, de forma que basicamente esses elementos tentam perder mutuamente os elétros e formam um retículo composto de cátions com elétrons "soltos" entre eles. Com isso, a maioria desses átomos consegue completar o octeto, embora alguns ainda não se estabilizaram porque o elétron perdido teima em voltar para ele, como um bumerangue. Os átomos envolvidos em ligação metálica continuamente perdem e recuperam seus elétrons, ao mesmo tempo que tentam não recebê-los de volta. Essa ligação geralmente é formada entre metal e metal (ou metal e semimetal), embora compostos verdadeiros originados da reação entre dois metais sejam raros.

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- Um exemplo de substância metálica é o sódio metálico (Na). Milhares de átomos de sódio perdem seus elétrons formando íons Na(+) que se organizam num retículo cristalino. Um cristal de sódio é formado de um agregado regular de íons Na(+) (e alguns átomos de Na não ionizados) com elétrons livres entre eles. Cada cátion de sódio atrai os elétrons livres ao redor ao mesmo tempo que repele os outros íons Na(+) até chegar a uma posição de equilíbrio. Como os elétrons estão livres para se movimentar por toda a amostra do metal, o Na e outros metais são bons condutores de eletricidade.

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Ligação metálica em amostras de alguns metais.

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LIGAÇÕES QUÍMICAS ENTRE OS ELEMENTOS:

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--> Metal e Metal = METÁLICA;

--> Metal e Não-Metal = IÔNICA;

--> Metal e H = IÔNICA (maioria);

--> Metal e Semimetal --> METÁLICA (maioria);

--> H e H = COVALENTE;

--> Não-Metal e Não-Metal = COVALENTE;

--> Semimetal e Não-Metal = COVALENTE;

--> Semimetal e Semimetal = METÁLICA/COVALENTE;

--> Semimetal e H = COVALENTE.

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OBS.: Não há uma fronteira muito nítida entre que tipo de ligação os grupos de elementos destacados acima formam entre si. Podem haver alguns desvios à regra geral: 

-->  As ligações entre um metal e um não-metal podem ter caráter covalente em alguns casos. Pode, por exemplo, haver ligações covalentes entre um metal e um não-metal quando um metal com eletronegatividade relativamente alta (como o Sn, o Hg, o Pb, o Bi, etc, que estão mais à direita na tabela periódica) ou com nox elevado (+4, +5, +6, etc) se liga a um não-metal relativamente pouco eletronegativo. O tetracloreto de titânio (TiCl4), por exemplo, é um líquido covalente.

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Certos compostos de metais com não-metais, tais como o tetracloreto de titânio (TiCl4), o tetróxido de ósmio (OsO4) e o cloreto de mercúrio II (HgCl2), ao contrário do que diz a regra geral, são compostos covalentes.

-->  Hidretos iônicos se formam de forma mais evidente quando o metal ligado ao H é muito eletropositivo. As ligações de metais de transição com H geralmente possuem caráter intermediário entre iônica e metálica; algumas ligações entre metal e hidrogênio são intermediárias entre iônica e covalente (como o AlH3) ou mesmo intermediárias entre os três tipos (como no CdH2). O hidreto de berílio (BeH2) é covalente.

-->  As ligações entre os metais e os semimetais são geralmente metálicas, mas podem apresentar caráter iônico em alguns casos. As ligações entre  metais muito eletropositivos (como os alcalinos) e os semimetais têm caráter iônico pronunciado. As ligações entre metais alcalinos e o telúrio (Te), por exemplo, são de fato iônicas.

--> As ligações podem ter um caráter intermediário, como as ligações entre semimetais, que são intermediárias entre covalente e metálica: as ligações no silício, no telúrio e no arsênio elementares são essencialmente covalentes, com certo caráter metálico; no polônio e antimônio são essencialmente metálicas, mas com um forte caráter covalente; no germânio é intermediária e no boro é covalente, mas com algumas características de ligação metálica.

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O NERD DA QUÍMICA, Nova Venécia - ES

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Categories: Explicações sobre química

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5 Comments

Reply messias
9:57 PM on February 7, 2012 
veleu esses conteudo ajuda muita gente, nos exercicio da escola.
Reply Bia
1:59 AM on August 27, 2012 
Voc poderia me explicar a diferena entre uma substncia covalente de uma substncia molecular ?
Reply Bia
2:01 AM on August 27, 2012 
aah e essa letra azul, di os olhos !
Reply SERGIO CANDIDO
2:32 PM on November 11, 2013 
muito bom o site, continue assim ajudando as pessoas a conhecerem mais sobre a qumica e seus elementos.
Reply Clauzi
3:40 AM on November 27, 2014 
Ol gostaria de saber quantos eltrons (total de eltrons) dos carbonos so compartilhados com os hidrognios no C2 H6 ?
E o total de eltrons compartilhados na camada de valncia de uma substncia com 4 cloros e 1 carbono?