Ligações Iônica, covalente e metálica - O Melhor Resumo

Olá, seja muito bem-vindos a mais um vídeo do canal mapas da química. Neste vídeo vamos construir do mapa mental das ligações químicas, cujos principais tipos  de ligações podem ser classificadas em iônicas, covalentes e metálicas. Mas antes disso, eu vou te passar dois recados importantes: O primeiro é: Se você acha que precisa pagar por mapas mentais de qualidade, você não sabe  de nada.

Basta acessar as nossas redes sociais, mapas da química e obtê-los gratuitamente. O segundo recado é que o final do vídeo é o próprio mapa. Por isso, para que  não haja dúvidas, assista ao vídeo até o final e depois obtenha a imagem do  mapa pra o seu estudo ou trabalho em sala.

Sem mais delongas, vamos ao conteúdo do vídeo. Bem, todas as ligações químicas se justificam por um motivo comum a todos  átomos: A busca pela estabilidade. Esse é o motivo pelo qual os átomos fazem ligações  químicas.

Uma ligação envolve pelo menos dois átomos e esta união será favorável somente  se for vantajosa energeticamente para ambos. Uma das primeiras teorias de sucesso que explicava  essa estabilidade vem da teoria do octeto ou regra do octeto, elaborada por Gilbert Lewis e  Walter Kossel em 1916, cuja justificativa vem da observação de um conjunto de moléculas  estáveis, os gases nobres, que ficam nesta coluna, e que em condições ambientes encontram-se isolados  na natureza. Estes elementos apresentam 8 elétrons em sua camada de valência, com exceção do hélio.

A regra do octeto, portanto, diz que os átomos tendem a ganhar, perder  ou compartilhar elétrons com seus átomos vizinhos para atingir oito ou dois elétrons em  sua última camada, tal como os gases nobres. É importante frisar que essa teoria é apenas  introdutória e se aplica principalmente aos elementos representativos, que são os elementos  do bloco s e p, mas existem muitas exceções à regra do octeto. Por exemplo no hidreto de  berílio, após terem seus elétrons compartilhados, o berílio fica estável com apenas 4 elétrons de  valência.

Já no trifluoreto de boro, o boro como elemento central fica estável com 6 elétrons de  valência. Na química, sempre que uma substância foge à regra, como nestes casos, novas teorias  são criadas para tentar justificar a existência delas. No entanto, neste vídeo vamos nos ater  aos exemplos que obedecem a regra do octeto.

É neste contexto que as ligações  iônicas e covalentes se enquadram. As ligações iônicas ocorrem por meio da perda  e do ganho de elétrons que resultam na atração eletrostática de íons. Isto é, ela ocorre  entre cátions metálicos que são íons positivos, que em tese perdem seus elétrons para  o ânions de ametais.

Isso acontece, por exemplo, entre o sódio, um metal que  perde um elétron e o cloro, um ametal que ganha um elétron. Como resultado temos uma  substância iônica ou composto iônico. Isso, claro, é um conceito geral para a  formulação dos compostos iônicos.

Muito cuidado, pois os sólidos iônicos que  resultam dessa combinação não são estruturas discretas, com apenas dois átomos, isso é apenas  uma forma de facilitar o entendimento. Eles são, na verdade, um agregado de íons positivos  e negativos intercalados. Esses agregados iônicos também são chamados de retículos  cristalinos e representam a unidade de repetição do cristal iônico.

Nele, os cátions  sempre estão circundados por ânions e vice-versa. É importante dizer que toda ligação iônica forma  um sistema eletricamente neutro, o que nos leva diretamente a fórmula mínima ou empírica dos  compostos iônicos. A fórmula mínima mostra os menores números inteiros relativos de átomos dos  elementos.

Por exemplo, não escrevemos Na4Cl4, mas sim, NaCl, visto que a menor porção  em números inteiros dos átomos neste caso é 1:1. A fórmula mínima pode ser determinada  pela ‘regra do entrecruzar’ entre aspas. Nela, o valor numérico da carga do cátion é o índice de  atomicidade do ânion, enquanto o valor da carga do ânion é o índice de atomicidade do cátion.

Por  exemplo, ficaria assim para trióxido de alumínio. Já para o cloreto de cálcio ficaria desse  jeito aqui. Para compostos iônicos, como o óxido de cálcio, por exemplo, você pode dividir o  índice de atomicidade por um fator comum, neste caso, o dois, para chegar a fórmula mínima.

E você pode estar se perguntando. Mas como saber a cargas dos cátions e ânions? Para isso, basta observar a tendência de carga deles na tabela periódica, de tal modo que  as valências podem ser previstas com base na regra do octeto.

Os elementos da família 1A por exemplo,  tendem a perder 1 elétron para ficar com 8 ou 2 na camada mais interna, chamada de caroço. Por isso,  assumem carga 1+. O mesmo raciocínio serve para os outros principais metais representativos.

Da  família 2A, perdem dois 2, logo 2+. Da família 3A, perdem 3, logo 3+. No caso dos ametais, a  tendência é de ganhar elétrons para alcançar o octeto.

Por exemplo, na família 7A, em vez  de perder 7 elétrons, é muito mais fácil para os elementos dessa família ganhar 1 para ficar  com 8. correto? !

O mesmo raciocínio serve para os elementos da família 6A. Em vez de perder  6, é muito mais fácil ganhar 2 para ficar com 8. E na família 5A, eles ganham 3 elétrons para  completar o octeto.

Por isso, a tendência dos ametais em formarem ânions, ganhando elétrons.  É importante ressaltar ainda que na família 4A, os elementos geralmente têm nox variável. Então  não há previsão para esse grupo.

Sendo assim, as fórmulas dos compostos iônicos podem ser  facilmente previstas com base na tendência de carga observada na tabela periódica. Em suma,  é intuitivo pensar que os metais em geral perdem seus elétrons, enquanto os ametais ganham elétrons  para formar os compostos iônicos por meio da atração eletrostática dos cátions e ânions. Bom, daí só basta conhecermos um pouco das propriedades desses compostos.

todo composto iônico é sólido nas condições ambientes. Eles são duros e quebradiços Por exemplo, quando você promove um impacto num pequeno bloco de sal de cozinha, ele se desfarela porque é quebradiço, essa é a clivagem do cristal. Possuem altos pontos de fusão e ebulição.

Não conduzem corrente elétrica no estado sólido,  pois os íons ocupa posições rígidas no retículo, porém no estado líquido e  gasoso eles são condutores de eletricidade devido à mobilidade dos íons. Muitos são solúveis em solventes polares, como a própria água. As soluções de compostos iônicos que conduzem corrente elétrica  são denominadas soluções eletrolíticas.

Alguns dos principais compostos iônicos  são o cloreto de sódio, sal de cozinha, o hidróxido de sódio ou soda cáustica, o óxido  de cálcio, o famoso cal virgem, dentre outros. Agora as ligações covalentes. Elas são formadas  entre átomos de ametais e/ou semimetais, ou seja, todos os participantes da ligação querem ganhar  elétrons.

Sendo assim, ninguém ganha. Eles não vão medir força. Por isso, nas ligações covalentes, os  átomos envolvidos compartilham pares eletrônicos.

O exemplo mais simples de ligação covalente ocorre  com a molécula de hidrogênio, que é formada por dois átomos de hidrogênio, H2. Cada átomo de  hidrogênio precisa ganhar um elétron para ficar com dois e alcançar a configuração eletrônica  do hélio, o gás nobre mais simples. Por isso, eles compartilham esses elétrons de tal modo  que o par eletrônico pertença aos dois átomos de hidrogênio, a esse e a esse aqui.

O par  de elétrons também pode ser representado por um traço, ou seja, todo traço representa  dois elétrons. Chamados esse modo de fórmula estrutural. Caso a ligação seja representada  pelos próprios pares de elétrons tal como aqui, chamamos de fórmula ou estrutura de Lewis.

Muitos átomos que formam esse tipo de ligação geralmente tem a capacidade de formar múltiplas  ligações, que podem ser classificadas em simples, dupla ou tripla. A ligação simples é formada  por apenas um par de elétrons, ou seja, apenas um traço tal como no hidrogênio. A ligação  dupla é formada por dois pares de elétrons, isto é, dois traços, e a tripla, por três  pares eletrônicos, ou seja, três traços.

Muitos compostos precisam compartilhar mais de  um par de elétrons para alcançar a estabilidade. Por exemplo, a molécula de oxigênio, O2,  possui seis elétrons de valência em cada átomo. Logo necessita compartilhar dois pares  eletrônicos para alcançar a estabilidade do octeto formando uma ligação dupla.

Os dois pares eletrônicos  compartilhados pertencem simultaneamente aos dois átomos de oxigênio da ligação. A esse e a  esse aqui. Isto é, cada átomo possui 8 elétrons de valência, os quatro elétrons que não fazem  parte da ligação e os quatro que participam da ligação e que pertencem simultaneamente aos  dois átomos.

Essa seria a estrutura de Lewis. A fórmula estrutural ficaria assim. O raciocínio é sempre esse: Os átomos participantes precisam estar  com a configuração de um gás nobre, com 8 ou 2 elétrons na camada de valência.

Outro exemplo ocorre com a molécula de nitrogênio, N2, que possui 5 elétrons na camada de  valência. Se você tentar compartilhar um ou dois elétrons de valência não  será suficiente para completar o octeto, logo eles precisam de três pares eletrônicos os  quais pertencerão simultaneamente aos dois átomos de nitrogênio, formando uma ligação covalente  tripla, cuja fórmula estrutural ficaria assim. Bom, existe um método para montar a  estrutura de Lewis para qualquer molécula, mas eu farei isso num outro mapa específico.

Se  você quer muito esse vídeo, deixe um comentário. É importante frisar ainda que toda ligação  covalente simples é denominada sigma, que é representada pela letra grega correspondente ao S.  Nas ligações múltiplas, uma das ligações é sempre sigma e demais são denominadas pi, independente  de quais sejam os átomos ligados.

Portanto, uma ligação dupla é formada por uma ligação sigma  e outra pi, enquanto uma ligação tripla é formada por uma ligação sigma e outras duas ligações pi. As ligações covalentes geram compostos moleculares, o que nos leva a suas propriedades,  que em condições ambientes podem ser encontrados nos três estados físicos, geralmente  possuem baixos pontos de fusão e ebulição com exceção do grafite, diamante e sílica. Também são isolantes elétricos com exceção do grafite de novo.

Alguns compostos  moleculares conduzem corrente elétrica em solução é o caso de ácidos e amônia, NH3.  Podem formar dois tipos de retículos sólidos: o cristalino molecular formado por moléculas  discretas como a sacarose, por exemplo, onde são unidos por moléculas individuais  por meio de interações intermoleculares, e o cristalino de rede covalente ou  reticular onde todos os seus átomos são unidos por ligações covalentes que formam uma  rede tridimensional. São sólidos extremamente duros e rígidos com elevados pontos de fusão e  ebulição como é o caso do diamante e quartzo.

Finalmente porém não menos importante são as  ligações metálicas. Se as ligações iônicas ocorrem entre metais e ametais e as covalentes  entre ametais, as metálias, claro, ocorrem entre átomos de elementos metálicos. Porém, neste  caso, a teoria do octeto não se encaixa muito bem.

A teoria que justifica a ligação metálica  consiste na teoria do mar de elétrons livres, cujo modelo representa a atração dos elétrons por  núcleos de cátions vizinhos. Logo, ela é formada por um aglomerado de cátions, onde os elétrons  circulam livremente por toda extensão do sólido. O que faz muito sentido pois permite explicar as  propriedades como a boa condutibilidade térmica e elétrica deles, já que possuem elétrons livres,  além do brilho devido à excitação eletrônica, a maleabilidade, onde a ação de uma força  desloca os átomos sem destruir a ligação já que os elétrons possuem certa liberdade,  diferentemente dos sólidos iônicos que são quebradiços como já vimos.

Bem, além disso  eles são sólidos a temperatura ambiente com exceção do mercúrio. Possuem densidade  elevada, altos pontos de fusão e ebulição. Bem esse é o mapa das ligações químicas com  os principais conceitos.

Eu espero que vocês tenham gostado, no mais é isso,  um abraço e até o próximo vídeo.