Ligacoes ionicas covalentes e metalicas

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Hélio A. Duarte
A natureza da ligação química é revelada a partir da estrutura eletrônica dos átomos, mostrando como esta afeta as propriedades macroscópicas das substâncias. Os três tipos mais comuns de ligações químicas, consideradas fortes e que estão presentes na maioria das moléculas (ligação iônica, ligação covalente e ligação metálica), são discutidas em detalhe. ligação química, ligaçãocovalente, ligação iônica, ligação metálica, TOM, TLV

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Introdução

A

partir do desenvolvimento da mecânica quântica e da resolução da equação de Schrödinger, compreendeu-se a relação entre as propriedades químicas dos elementos e a sua estrutura eletrônica. Com as evidências experimentais de que os elétrons se comportam como onda e também como partícula, além do fato de que a energiaé quantizada, tornou-se possível explorar o mundo microscópico em sua intimidade, descobrindo-se a causa das propriedades muitas vezes observada no nosso mundo macroscópico. Através da estrutura eletrônica de camadas dos átomos explicam-se as propriedades periódicas. A energia e a forma dos orbitais explicam, em última análise, a reação química, a reatividade química e a forma como novassubstâncias são formadas. Na química moderna, fazemos sempre a relação entre as propriedades químicas de uma certa substância com a estrutura geométrica e eletrônica de suas moléculas. A ligação química, sendo a interação de dois átomos (ou grupos de átomos), está intimamente ligada ao rearranjo da estrutura eletrônica, ou melhor,
Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola

dos elétrons dos átomosdentro de uma nova molécula. O potencial de ionização e a afinidade eletrônica são duas propriedades periódicas que podem nos auxiliar a compreendermos a natureza da ligação química. Lembremos, inicialmente, que o potencial de ionização é a energia requerida para retirar um elétron do átomo (PI) e a afinidade eletrônica é a energia liberada quando um átomo recebe um elétron (AE): M → M+ + 1e– X + 1 e–→ X– PI AE (1) (2)

A Tabela 1 mostra PI e AE para os elementos do segundo período da tabela perió- Tabela 1: Afinidade eletrônica e potencial de ionização dos elementos do segundo período (Dados em kJ.mol-1). dica. Observa-se que aquele elemento que se Elementos Afinidade eletrônica* Potencial de ionização tem maior dificuldade em Li 60 520 retirar elétrons, ou que Be -18 900 apresenta menorafini- B 27 800 dade eletrônica, é o áto- C 122 1086 mo de neônio. Em outras N -9 1402 palavras, dentre todos os O 141 1314 átomos da segunda linha 328 1681 da tabela periódica, o F -29 2080 neônio é o que apresenta Ne menor tendência a rece- * Valor positivo significa que o processo X + e– à X- é exotérber ou doar elétrons. Ele mico.
Ligações químicas N° 4 – Maio 2001

precisa de 2080 J.mol-1 paraque um elétron seja retirado e para receber um elétron, precisaria ainda de 29 J.mol-1 (valor negativo na Tabela). Vemos que outros elementos tendem a doar seus elétrons mais facilmente e outros a receber elétrons liberando energia. O processo de receber ou doar elétrons leva à formação de ânions ou cátions, respectivamente. Espera-se, assim, que os dois íons formados interajam devido às forçasde atração de cargas formando uma ligação química. A natureza da ligação química dependerá de como acontece o rearranjo dos elétrons na molécula formada.

Neste capítulo trataremos de três tipos de ligações química, consideradas fortes e que estão presentes na maioria das substâncias: ligação iônica, ligação covalente e ligação metálica.

Ligação iônica
Normalmente reação química entre metaisalcalinos (Li, Na, K) e halogênios (F, Cl) leva a formação de sais que, se dissolvidos em solução aquosa, conduzem eletricidade. Esta é uma evidência de que os sais são formados por íons. Seria então a energia de coesão de um sal oriunda de interações eletrostáticas? Para respondermos a esta questão, precisamos inicialmente compreender o que é energia de rede. Seja o sal de cozinha, NaCl,...
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