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LIGAÇÕES COVALENTES
EXCLARECENDO...


Existem diversas teorias que explicam as estruturas eletrônicas e formas
das moléculas conhecidas e ajudam a prever a forma das desconhecidas.
Todas as teorias têm suas vantagens e defeitos. Nenhuma é rigorosamente
satisfatória. As teorias mudam a medida que novos conhecimentos são
incorporados pelos pesquisadores. Isto quebra aquele conceito de que a
Química, assim como a Física e a Matemática são ciências exatas e
imutáveis.
Se soubéssemos ou pudéssemos provar o que é uma ligação química não
teríamos a necessidade de teorias.
É importante sermos capazes de prever a estrutura de uma molécula. Na
maioria, todas as teorias levam à resposta correta.
A Regra do Octeto!

A primeira explicação de como ocorre uma ligação covalente foi
desenvolvida pelo químico Gilbert N. Lewis, em 1916. A teoria de Lewis,
baseava-se no compartilhamento de elétrons.

A maioria dos átomos leves atinge uma configuração eletrônica estável
quando estão rodeados por oito elétrons. Esse octeto pode ser formado por
elétrons provenientes do próprio átomo e por elétrons “compartilhados”
com outros átomos. Esta tendência é conhecida como REGRA DO
OCTETO.
Esta regra explica as valências observadas em um grande número de casos.
Há, contudo, exceções. Por exemplo o hidrogênio que torna-se estável
com apenas dois elétrons.
Exceções à Regra do Octeto


Apesar de a maioria das substâncias conhecidas obedecer à esta regra, há
um número considerável de exceções que devem ser cuidadosamente
consideradas durante o estudo de Química. Veja algumas:
Consultando a tabela de íons, vocês verão que vários dos cátions dos
elementos de transição não seguem a regra do octeto. O zinco, para ficar
com a configuração do gás nobre mais próximo – argônio – deveria perder
doze elétrons. Entretanto, isso é impossível. O que se observa
experimentalmente é que o cátion Zn2+ perde apenas dois elétrons e não
segue a regra do octeto.
Fenômeno semelhante ocorre com os metais estanho, chumbo e bismuto.
Em algumas fórmulas eletrônicas o átomo central não segue a regra do
octeto.

                              N O
No caso acima, o nitrogênio fica apenas com sete elétrons no nível de
valência. Este composto pertence à classe das espécies químicas com
número ímpar de elétrons.

                  NO  5 + 6 = 11 elétrons
Ligação covalente coordenada (dativa)


Para melhor compreender a ligação covalente dativa, vamos partir de
duas moléculas conhecidas:
O elemento químico oxigênio forma duas moléculas muito importantes
para a vida na Terra: o gás oxigênio (O2) e o gás ozônio (O3).
Segundo a teoria proposta por Lewis, é possível propor a fórmula
eletrônica do ozônio em duas etapas:
1ª etapa – ligação dupla entre dois átomos de oxigênio.
Ozônio


2ª etapa – A ligação do terceiro átomo de oxigênio.




                                       ?
Mas como ligar um terceiro átomo de oxigênio se estes dois átomo já estão
estáveis (8 elétrons na camada de valência)?
O terceiro átomo de oxigênio também precisa compartilhar um par de
elétrons, mas em uma ligação covalente especial: DATIVA. Neste caso o
par de elétrons compartilhado provém de um mesmo átomo.
A ligação covalente comum é representada por uma elipse na fórmula de
Lewis acima, e a ligação covalente dativa é representada por uma elipse e
uma seta, indicando qual o átomo que forneceu o par de elétrons.
Representação


As formas de representação da ligação covalente dativa são:


        Fórmula              Fórmula              Fórmula de
       estrutural            molecular              Lewis
Comparação


Abaixo, um quadro de comparação entre a ligação covalente comum e a
covalente dativa.

     Ligação covalente comum                     Ligação covalente dativa
                                           Um átomo já possui o octeto completo e
Os dois átomos precisam receber elétrons     o outro átomo precisa receber dois
                                                         elétrons.

   O par eletrônico é formado por um       O par eletrônico é cedido pelo átomo que
         elétron de cada átomo.                  já possui o octeto completo.


     X       Y        X Y                         A      B       A      B
Importante!



A ligações covalente comum e covalente dativa são modelos, ou seja,
teorias que tentam explicar como á possível ocorrer a ligação entre estes
átomos.
Na ligação interatômica covalente, tanto comum quanto dativa, há o
compartilhamento de elétrons.
Em outras palavras, a ligação covalente dativa apresenta o mesmo
compartilhamento de elétrons de uma ligação covalente comum, depois
de formada. A teoria apenas auxilia na explicação de como ela se
forma.
Praticando...

1.   O cátion H3O+, denominado hidroxônio, é muito importante para se entender
     a química das soluções aquosas de ácidos.
     Esse cátion pode ser formado no processo esquematizado abaixo:

                               H2O + H+  H3O+
     Determine uma possível fórmula eletrônica e uma fórmula estrutural para este
     cátion.
2.   Os gases SO2 e SO3 são importantes agentes poluentes da atmosfera. Nessas
     moléculas todos os oxigênios estão ligados ao átomo de enxofre.
     Sabendo que a fórmula estrutural do SO2 é:

                                   O=SO
     Construa a fórmula estrutural do SO3, sabendo que todos os elementos
     pertencem à família 16.
FIM...

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  • 2. EXCLARECENDO... Existem diversas teorias que explicam as estruturas eletrônicas e formas das moléculas conhecidas e ajudam a prever a forma das desconhecidas. Todas as teorias têm suas vantagens e defeitos. Nenhuma é rigorosamente satisfatória. As teorias mudam a medida que novos conhecimentos são incorporados pelos pesquisadores. Isto quebra aquele conceito de que a Química, assim como a Física e a Matemática são ciências exatas e imutáveis. Se soubéssemos ou pudéssemos provar o que é uma ligação química não teríamos a necessidade de teorias. É importante sermos capazes de prever a estrutura de uma molécula. Na maioria, todas as teorias levam à resposta correta.
  • 3. A Regra do Octeto! A primeira explicação de como ocorre uma ligação covalente foi desenvolvida pelo químico Gilbert N. Lewis, em 1916. A teoria de Lewis, baseava-se no compartilhamento de elétrons. A maioria dos átomos leves atinge uma configuração eletrônica estável quando estão rodeados por oito elétrons. Esse octeto pode ser formado por elétrons provenientes do próprio átomo e por elétrons “compartilhados” com outros átomos. Esta tendência é conhecida como REGRA DO OCTETO. Esta regra explica as valências observadas em um grande número de casos. Há, contudo, exceções. Por exemplo o hidrogênio que torna-se estável com apenas dois elétrons.
  • 4. Exceções à Regra do Octeto Apesar de a maioria das substâncias conhecidas obedecer à esta regra, há um número considerável de exceções que devem ser cuidadosamente consideradas durante o estudo de Química. Veja algumas: Consultando a tabela de íons, vocês verão que vários dos cátions dos elementos de transição não seguem a regra do octeto. O zinco, para ficar com a configuração do gás nobre mais próximo – argônio – deveria perder doze elétrons. Entretanto, isso é impossível. O que se observa experimentalmente é que o cátion Zn2+ perde apenas dois elétrons e não segue a regra do octeto. Fenômeno semelhante ocorre com os metais estanho, chumbo e bismuto.
  • 5. Em algumas fórmulas eletrônicas o átomo central não segue a regra do octeto. N O No caso acima, o nitrogênio fica apenas com sete elétrons no nível de valência. Este composto pertence à classe das espécies químicas com número ímpar de elétrons. NO  5 + 6 = 11 elétrons
  • 6. Ligação covalente coordenada (dativa) Para melhor compreender a ligação covalente dativa, vamos partir de duas moléculas conhecidas: O elemento químico oxigênio forma duas moléculas muito importantes para a vida na Terra: o gás oxigênio (O2) e o gás ozônio (O3). Segundo a teoria proposta por Lewis, é possível propor a fórmula eletrônica do ozônio em duas etapas: 1ª etapa – ligação dupla entre dois átomos de oxigênio.
  • 7. Ozônio 2ª etapa – A ligação do terceiro átomo de oxigênio. ? Mas como ligar um terceiro átomo de oxigênio se estes dois átomo já estão estáveis (8 elétrons na camada de valência)? O terceiro átomo de oxigênio também precisa compartilhar um par de elétrons, mas em uma ligação covalente especial: DATIVA. Neste caso o par de elétrons compartilhado provém de um mesmo átomo.
  • 8. A ligação covalente comum é representada por uma elipse na fórmula de Lewis acima, e a ligação covalente dativa é representada por uma elipse e uma seta, indicando qual o átomo que forneceu o par de elétrons.
  • 9. Representação As formas de representação da ligação covalente dativa são: Fórmula Fórmula Fórmula de estrutural molecular Lewis
  • 10. Comparação Abaixo, um quadro de comparação entre a ligação covalente comum e a covalente dativa. Ligação covalente comum Ligação covalente dativa Um átomo já possui o octeto completo e Os dois átomos precisam receber elétrons o outro átomo precisa receber dois elétrons. O par eletrônico é formado por um O par eletrônico é cedido pelo átomo que elétron de cada átomo. já possui o octeto completo. X Y X Y A B A B
  • 11. Importante! A ligações covalente comum e covalente dativa são modelos, ou seja, teorias que tentam explicar como á possível ocorrer a ligação entre estes átomos. Na ligação interatômica covalente, tanto comum quanto dativa, há o compartilhamento de elétrons. Em outras palavras, a ligação covalente dativa apresenta o mesmo compartilhamento de elétrons de uma ligação covalente comum, depois de formada. A teoria apenas auxilia na explicação de como ela se forma.
  • 12. Praticando... 1. O cátion H3O+, denominado hidroxônio, é muito importante para se entender a química das soluções aquosas de ácidos. Esse cátion pode ser formado no processo esquematizado abaixo: H2O + H+  H3O+ Determine uma possível fórmula eletrônica e uma fórmula estrutural para este cátion. 2. Os gases SO2 e SO3 são importantes agentes poluentes da atmosfera. Nessas moléculas todos os oxigênios estão ligados ao átomo de enxofre. Sabendo que a fórmula estrutural do SO2 é: O=SO Construa a fórmula estrutural do SO3, sabendo que todos os elementos pertencem à família 16.