LIGAÇÕES QUÍMICAS

LIGAÇÕES QUÍMICAS

Toda e qualquer matéria que conhecemos é formada, de algum modo, pelos elementos que estão listados na tabela periódica. No entanto quando verificamos a composição de cada substância, que é muito raro encontrarmos os átomos isolados, isto é,eles quase sempre estão unidos, formado agregados.

O interessante é quase centena de elementos naturais é capaz de formar todo tipo de matéria de que temos conhecimento, na grande maioria das vezes com propriedades físicas e químicas completamente diversas.

Para explicar como os elementos se unem formando as substâncias, foram criadas três modelos de ligações: IÔNICAS, COVALENTES e METÁLICAS. Vamos tentar entender como esse modelos explicam as ligações.

As ligações químicas podem ocorrer através da doação e recepção de elétrons entre os átomos, que se transformam em íons que se mantém unidos via a denominada ligação iônica. Como exemplo tem-se o cloreto de sódio (Nacl). Compostos iônicos conduzem electricidade no estado líquido ou dissolvido, mas não quando sólidos. Eles normalmente têm um alto ponto de fusão e alto ponto de ebulição.

Outro tipo de ligações químicas ocorre através do compartilhamento de elétrons: a ligação covalente. Como exemplo tem-se a água (H2O). Dá-se o nome de molécula apenas à estrutura em que todos os seus átomos conectam-se uns aos outros de forma exclusiva via ligação covalente.

Existe também a ligação metálica onde os elétrons das últimas camadas dos átomos do metal soltam-se dos respectivos íons formados e passam a se movimentar livremente entre todos os íons de forma a mantê-los unidos. Um átomo encontra-se assim ligado não apenas ao seu vizinho imediato, como na ligação covalente, mas sim a todos os demais átomos do objeto metálico via uma nuvem de elétrons de longo alcance que se distribui entorno dos mesmos.

Ligação metálica é a ligação entre metais e metais. Formam as chamadas ligas metálicas que são cada vez mais importantes para o nosso dia-a-dia.

No estado sólido, os metais se agrupam de forma geometricamente ordenados formando as células, ou grades ou retículo cristalino.

Uma amostra de metal é constituída por um grande número de células unitárias formadas por cátions desse metal.

Na ligação entre átomos de um elemento metálico ocorre liberação parcial dos elétrons mais externos, com a consequente formação de cátions, que formam as células unitárias.

Esses cátions têm suas cargas estabilizadas pelos elétrons que foram liberados e que ficam envolvendo a estrutura como uma nuvem eletrônica. São dotados de um certo movimento e, por isso, chamados de elétrons livres. Essa movimentação dos elétrons livres explica por que os metais são bons condutores elétricos e térmicos.

A consideração de que a corrente elétrica é um fluxo de elétrons levou à criação da Teoria da Nuvem Eletrônica ou Teoria do “Mar” de elétrons.

Pode-se dizer que o metal seria um aglomerado de átomos neutros e cátions, mergulhados numa nuvem ou “mar” de elétrons livres. Esta nuvem de elétrons funcionaria como a ligação metálica, que mantém os átomos unidos.

Figura geométrica do NaCl (cloreto de sódio)

Um cristal ou retículo cristalino de Na Cl aumentado 300 vezes

São estas ligações e suas estruturas que os metais apresentam uma série de propriedades bem características, como por exemplo, o brilho metálico, a condutividade elétrica, o alto ponto de fusão e ebulição, a maleabilidade, a ductilidade, a alta densidade e a resistência á tração.

As ligas metálicas são a união de dois ou mais metais. Às vezes com não-metais e metais. As ligas têm mais aplicação do que os metais puros.

Algumas ligas:

- bronze (cobre + estanho) – usado em estátuas, sinos

- aço comum (ferro + 0,1 a 0,8% de carbono) – com maior resistência à tração, é usado em construção, pontes, fogões, geladeiras.

- aço inoxidável (ferro + 0,1 de carbono + 18% de cromo + 8% de níquel) – não enferruja (diferente do ferro e do aço comum), é usado em vagões de metrô, fogões, pio e talheres.

- latão (cobre + zinco) – usado em armas e torneiras.

- ouro / em joias (75% de ouro ou prata + 25% de cobre) – usado para fabricação de joias. Utiliza-se 25% de cobre para o ouro 18K. E o ouro 24K é considerado ouro puro.

As substâncias metálicas são representadas graficamente pelo símbolo do elemento:

Exemplo: Fe, Cu, Na, Ag, Au, Ca, Hg, Mg, Cs, Li.

História

No final do século XIX já se sabia que os compostos de coordenação (antes designados como compostos moleculares) eram formados pela combinação de átomos ou moléculas, de tal maneira que as valências dos átomos envolvidos ficavam aparentemente "satisfeitas". Em 1893, Alfred Werner demonstrou que o número de átomos ou de grupos associados a um átomo central (ou seja, o "número de coordenação") era geralmente de 4 ou 6. Ocorrem, por vezes, outros números de coordenação até 8, contudo, de forma menos frequente. Em 1904 Richard Abegg formulou o que hoje é conhecido como regra de Abegg, que estabelece que a diferença entre o máximo positivo ou negativo de valências de um elemento é, frequentemente, oito. Esta regra foi, depois, usada em 1916 quando Gilbert Lewis formulou a "regra do octeto" na sua teoria do átomo cúbico.

Gases nobres

Os átomos dos gases nobres são os únicos que possuem a camada da valência completa, isto é, com oito eletrons (ou dois, no caso da camada K). A saturação da camada da valência com oito eletrons (ou dois, no caso da camada K) aumenta a estabilidade do átomo, ocasionando o que se designa como configuração estável.

Por terem o octeto completo, os gases nobres raramente se combinam com outros elementos, para reagir precisam ser submetidos a condições muito especiais de temperatura e pressão, e com elementos extremamente reativos