Ligações Químicas

LIGAÇÕES QUÍMICAS

Ligações Químicas são uniões estabelecidas entre átomos para formarem as moléculas. Essas ligações podem ser ligações iônicas, covalentes ou metálicas.

• Estrutura dos átomos

Até certa época, acreditava-se que o átomo era a menor unidade em que a matéria podia ser subdividida, posteriormente tornou-se conhecido que o átomo é composto de unidades ainda menores. Atualmente é possível subdividir o átomo e explorar a sua estrutura interna.

O átomo é composto por um núcleo circundado por elétrons. O núcleo é composto por prótons e nêutrons. Os elétrons são partículas carregadas e com 1/1836 da massa de um nêutron. A carga do elétron é convencionada negativa.  Como elétrons são componentes de todos os átomos, sua carga elétrica é frequentemente tomada como unidade. Em unidades físicas, a carga do elétron vale 1,6 x 10 -19 coulombs.

Sabemos que um próton possui uma carga que é numericamente igual á do elétron, só que de sinal oposto.

Um átomo-grama sempre contém 6,02. 1023 átomos, então: Massa do átomo = Massa atômica/ 6,02. 1023.

• O que significa a fórmula E=hc/ƛ

A verificação experimental dos grupamentos e subgrupamentos eletrônicos foram feita inicialmente através de dados de espetroscopia, dos quais se concluiu que é necessário um quantum de energia para mover o elétron de um certo nível para um outro de maior energia. Inversamente, um quantum de energia (um fóton) é libertado quando o elétron cai de um nível de maior energia para outro de menor energia. A energia E do fóton pode ser calculada diretamente, conhecendo – se o comprimento de onda ƛ do fóton, através da equação

E= hc/ƛ = hv,

Onde h é a constante de Planck e c é a velocidade da luz. A frequência da radiação é c/ƛ ou v.

• Atrações Interatômicas

Como a maioria dos materiais usados pelo engenheiro é solida ou liquida é desejável conhecer-se as atrações que mantêm os átomos unidos nesses estados. As atrações interatomicas são consequência da estrutura eletrônica dos átomos. As atrações interatômicas ocorrem porque, uma das leis que regem a matéria é de que os materiais tendem a estabilidade, ou seja, a um mínimo nível energético. No caso de estarem ligados quimicamente, há um decréscimo em seu nível energético, favorecendo a uma condição energética mais estável.

• Ligação Iônica

Estas ligações são caracterizadas por apresentarem forças interatômicas fortes, resulta da atração mútua entre íons positivos e negativos. Íons são átomos que possuem uma carga elétrica por adição ou perda de um ou mais elétrons. Na ligação iônica o resultado final é eletricamente neutro.

• Ligação Covalente

Apresentam também forças interatômicas fortes, nestas ligações há o compartilhamento de elétrons entre dois átomos, ou seja, uma superposição de orbitais. E alguns elétrons passam a pertencer aos dois átomos provocando uma atração eletrostática forte entre eles. Um material muito conhecido, no qual encontram-se somente ligação covalente é o diamante, ele é o mais duro material encontrado na natureza, sendo constituído inteiramente por carbono. As ligações covalentes normalmente ocorrem entre elementos químicos não metálicos, porém, alguns semimetais e metais de transição podem apresentar certo grau de caráter covalente em suas ligações.

• Ligação Metálica

Ao lado das ligações iônicas e covalentes, um terceiro tipo de força interatômica forte. A ligação metálica é capaz de manter átomos unidos. Se um átomo apresenta poucos elétrons de valência, estes podem ser removidos com facilidade, enquanto os demais elétrons são firmemente ligado ao núcleo, originando uma estrutura formada por íons positivos e elétrons livres. Os íons positivos são constituídos pelo núcleo e pelos elétrons que não pertencem a camada de valência. Como os elétrons de valência podem se mover livremente dentro da estrutura metálica, eles formam o que é denominado de nuvem eletrônica. Então a ligação metálica pode ser considerada como uma atração entre íons positivos e elétrons livres.

• Forças de Van Der Waals

Os três tipos de ligação considerados anteriormente correspondem todas as ligações fortes. Ligações secundárias, mais fracas, que também contribuem para a coesão da matéria, são agrupadas sob o nome genérico de forças de Van Der Waals. Como exemplo dessas ligações tem a Polarização molecular, a ponte de hidrogênio, dispersão, dipolo – induzido. Embora sendo ligações fracas, são as únicas forças que atuam em alguns casos, como nos polímeros que apresentam dentro das macromoléculas ligações iônicas e covalentes gerando as forças conhecidas como intramoleculares, porém entre as macromoléculas as forças que normalmente estão presentes são as de Van Der Waals denominadas de intermoleculares.