1) Existem vários tipos de ligação química que unem átomos em compostos, incluindo ligação iônica, covalente e de hidrogênio. 2) A ligação iônica envolve a transferência de elétrons entre átomos para formar íons com cargas opostas atraídos eletricamente. 3) A ligação covalente envolve o compartilhamento de elétrons entre átomos para que todos obtenham a configuração eletrônica de um gás nobre.

1. -....
A NATUREZA DO UNIVERSO
Ligações
Químicas
Embora apenas 111 elementos sejam conhecidos, milhões de '- aIotr6picas do enxofre. Urntipodecris1a1e
d
substâncias químicas são encontradas na natureza ou enxofre, conhecidocomoenxofrerômbico,contémanéis de
sintetizadas. Trata-se de compostos químicos específicos, oito átomos (em cima). Ao ser derretido e derramado sobre
a água, dá origem ao enxofre plástico, que contém cadeias
formados pela combinação de dois ou mais elementos através de longas e emaranhadas em zigue-zague, formadas por
uma reação química. A "cola" química que une os átomos destes átomos de enxofre ligados covalentemente (em baixo). (CD)
compostos é conhecida como ligação química.
Quando íons de cargas opostas, como o Na+ e o F,
Alguns compostos são altamente reativos, outros, iner-
são aproximados, ocorre uma forte atração entre eles
tes; alguns são sólidos de alto ponto de fusão, outros são
e grande quantidade de energia é liberada - em quan-
gases. Suas propriedades geralmente diferem das de seus
tidade igual à necessária para separar os dois íons.
elementos constituintes, o que pode ser compreendido
Esta força de atração é chamada de ligação iônica.
através dos diversos tipos de ligação química.
A energia liberada compensa com folga a energia
envolvida na transferência do elétron do átomo de
Ligação iônica
Os átomos do elemento neônio têm sua camada ex- sódio para o átomo de flúor. No total, ocorre uma
liberação líquida de energia e a formação de um com-
terna de elétrons completa (configuração eletrônica
posto cristalino - fluoreto de sódio (NaF).
2,8). Esta configuração é muito estável e não se tem
conhecimento de que forme ligações químicas com Os átomos que têm dois elétrons a mais que o gás
nenhum outro elemento. ° átomo do elemento sódio
nobre mais próximo (como o magnésio, 2,8,2) ou
(Na) possui um elétron a mais que o neônio (2,8, I) e dois a menos (como o oxigênio, 2,6) também for-
o átomo de flúor (F), um elétron a menos (2,7). Trans-
mam íons com a configuração do gás nobre por trans-
ferindo-se um elétron do átomo de sódio para o áto- ferência de elétrons - neste caso Mg2+e OZ-.° com-
mo de flúor, formam-se duas espécies com a mesma
posto iônico óxido de magnésio (MgO) tem a mes-
configuração do neônio. Ao contrário do neônio, as ma disposição de íons que o N aF, mas, como os íons
espécies possuem carga elétrica e são conhecidas do MgO possuem carga maior, a força entre eles tam-
como íons. ° átomo de sód~ que perde um elétron bém é maior. Portanto, mais energia precisa ser
(partícula de carga negativa), toma-se positivamente fomecida para vencer a força de atração entre os dois
carregado e se transforma num cátion (Na+); o áto- e o ponto de fusão do MgO é mais alto que o do
mo de flúor, que recebe um elétron, passa a ter carga NaF. Embora os íons permaneçam fixos no cristal
global negativa, transformando-se num ânion (F). sólido, movem-se livremente no sólido fundido. Na
~~
forma líquida, o composto toma-se então eletrolítico
(capaz de conduzir eletricidade).
Muitas outras estruturas iônicas mais complexas são
conhecidas. A fórmula de um composto iônico pode
~ ser determinada pelo equilíbrio das cargas de seus
íons. Por exemplo, Mg2+ e F formam MgF2, en-
COMPOSTOS IÔNICOS
@@ quanto Na+ e 02- formam NazO.
A ligação covalente
Se aproximarmos dois átomos de flúor, cada um com
sete elétrons na última camada, a formação de dois
Emum cristal de cloreta de potássio (KClj, íons com a configuração do gás nobre via transfe-
cada íon K+(representado aqui pela esfe- rência de elétrons não será possível. Se, no entanto,
ra roxa) encontra-se envolvido por tantos
a.-AIIIJ>- -.:-
~-- 00'
compartilharem um par de elétrons, um de cada áto-
~'SC- --'"i8}:
0
íons CI- (esferas verdes) quantas cabem à
o
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sua volta - seis, no caso; da mesma ma- mo, os dois irão adquirir a configuração do gás no-
I" oo..:-rr"i!~ °0
. neira, cada íon CI- é envolvido por seis bre e ocorrerá a formação de uma molécula estável:
~J--I J~.H~ 10 I 000 íons K+.Os íons são compactados de modo
regular e periódico e, assim, apesar de o
'-,'~~-H-+.. menor cristal de KCI conter muitas mílhões
-
. ~~t~~
'';''---~ I
de íons sua conformação cúbica será a
mesma do modelo que contém apenas 27
íons.
(~l~)
298

2. "1
Há uma força de atração entre o par de elétrons com- O bromo (Br) é feito de moléculas ligadas covalen-
partilhados e os dois núcleos positivos -ligação cova- temente e com forças de van der Waals muito mais
lente. Quanto mais forte a atração exercida pelos intensaS entre si que aquela entre átomos de neônio.
núcleos sobre os elétrons, mais forte será a ligação. Em temperatura ambiente, ocorre como mistura de lí-
quido e vapor. Contudo, as forças de van der Waals
o átomo de oxigênio, com dois elétrons a menos entre as moléculas de bromo são muito mais fracas que
que o neônio, precisa formar duas ligações covalentes as ligações covalentes que unem seus átomos, assim,
para obter configuração de oito elétrons. Uma molé- embora seja fácil separar as moléculas e vaporizar o
cula de água (HP), que consiste de dois átomos de líquido, a energia necessária para separar os átomos atra-
hidrogênio (H) e um de oxigênio (O), tem duas liga- vés do rompimento das ligações covalentes é enorme.
ções O-H covalentes. O oxigênio pode também ad-
quirir a configuração estável do gás nobre formando Ligações de hidrogênio
duas ligações com o mesmo átomo - dois átomos de
intermoleculares
oxigênio ligam-se covalentemente entre si compar- Algumas moléculas pequenas têm pontos de fusão e
tilhando dois pares de elétrons -ligação dupla. ebulição muito mais altos do que seu tamanho leva-
ria a crer. É o caso da água (RP), que possui mais
O enxofre (S) também possui seis elétrons na última ou menos a mesma massa que um átomo de neônio,
camada e precisa formar duas ligações para ficar com mas ponto de fusão muito mais alto. Devem existir,
oito elétrons. Há dois modos de os átomos de enxo- portanto, forças intermoleculares anormalmente in-
fre se unirem -:-em anéis de oito átomos (S8) ou em tensas entre as moléculas de água. Embora os áto-
cadeias longas de muitos átomos interligados. As mos de oxigênio e de hidrogênio compartilhem um
formas diferentes pelas quais o enxofre elementar par de elétrons numa ligação covalente, o átomo de
ocorre são conhecidas como formas alotrópicas; ou- oxigênio exerce "atração" mais forte sobre estes elé-
tros elementos encontrados nesta forma são o car- trons, tomando-se rico em elétrons e deixando o áto-
bono (grafite, diamante e o recentemente descober- mo de hidrogênio pobre em elétrons. O resultado é a
to fulereno) e o oxigênio (oxigênio e ozônio). ocorrência de uma força de atração eletrostática en-
tre átomos de hidrogênio e oxigênio sobre as molécu-
Os átomos de nitrogênio (N), com cinco elétrons na las vizinhas -ligações de hidrogênio intermoleculares.
última camada, precisam formar três ligações cova-
lentes para adquirir a estabilidade com oito elétrons. Além de responsáveis pelo ponto de fusão surpreen-
Isto é possível através de uma ligação com cada um dentemente alto da água, deve-se também às liga-
dos três átomos de hidrogênio, o que dá origem à amô- ções de hidrogênio intermoleculares a estrutura aber-
ta rígida dos cristais de gelo; a elas é ainda atribuída Cristais de mentol,
nia CNI), ou formando as três ligações com um se-
vistos através de
gundo átomo de nitrogênio, o que produz a molécula grande importância pela influência que exercem so-
microscópio de luz
de nitrogênio (N), que contém uma ligação tripla. bre as estruturas e propriedades de moléculas bioló- polarizada. Os componentes
gicas. Apesar de serem mais fortes que as forças de (ótomos ou moléculas) dos
O átomo de carbono (C), que possui quatro elé- van der Waals, são muito mais fracas que as liga- cristois são unidos por fortes
trons na última camada, precisa formar quatro li-
gações para adquirir a configuração do gás nobre.
Assim sendo, liga-se a quatro átomos de hidrogê-
- ,~" ~ .,
ções covalentes normais. ligações covalentes. (SPL)
/
I '
nio, formando o metano (CH4).Embora não se te-
nha conhecimento de que o carbono forme liga- /
ções quádruplascom outros átomosde carbono, este ..
tipo de ligação ocorre entre átomos de outros ele-
mentos, como o metal pesado rênio.
Moléculas gigantes
Embora dois átomos de carbono não formem uma
ligação quádrupla entre si, podem combinar-se e for-
mar uma rede cristalina gigantesca, na qual cada áto-
mo de carbono se liga a quatro outros através de li-
gações covalentes simples. Trata-se da estrutura do
diamante, uma das formas alotrópicas do carbono.
Muitos outros elementos e compostos ocorrem como
redes cristalinas covalentes enormes, como o quart-
zo, que é uma forma de dióxido de silício (Si02). Os
cristais destas substâncias contêm muitos milhões de
átomos unidos por fortes ligações covalentes que exi-
gem grande quantidade de energia para serem rom-
pidas. Estas substâncias, conseqüentemente, possu-
em pontos de fusão altos e são sólidos muito duros.
Forças intermoleculares
Apesar de dois átomos de neônio não formarem liga-
ções covalentes, existem forças fracas de atração entre
eles. Ao ser comprimido ou resfriado, o neônio aca-
ba por se transformar em líquido, no qual os átomos
são fracamente atraídos entre si. Estas forças fracas
são chamadas de forças de van der Waals e sua in-
tensidade depende do tamanho da molécula.