Como explicar a existência de milhões de substâncias se temos apenas um pouco mais de uma centena de elementos químicos ?
A resposta encontra-se nas ligações químicas que são responsáveis pelo rearranjo de átomos
Estabilidade Atômica
Geralmente, os átomos não são encontrados isolados na natureza e sim associados com outros. Isso lhes dá certa estabilidade, pois
o conteúdo energético é menor. Os cientistas Kossel e Lewis encontraram nos átomos um grupo de elétrons isolados e inertes que não
participam de combinações químicas. Essa análise mostrou uma uniformidade na última camada:
A Regra do Octeto
Na figura anterior, com exceção do Hélio, todos os elementos possuem 8 elétrons na última camada (ou camada de valência). Kossel e Lewis
concluíram então que para que um átomo se tornar estável deve ter 8 elétrons na camada de valência. Essa teoria foi chamada de regra do octeto.
Nas condições ambientes, esses elementos são chamados de gases nobres.
Portanto, para um átomo ter características de estabilidade deve ter a configuração eletrônica de um gás nobre.
E ele a obtém através das ligações químicas.
As ligações químicas podem ser iônicas, covalentes ou metálicas.
Ligação Iônica ou Eletrovalente
Para entedermos com funciona a ligação iônica, vamos analisar a configuração eletrônica da substôncia cloreto de sódio (NaCl).
Vejamos a distribuição eletrônica dos átomos de sódio (Na) e do cloro (Cl):
O elemento sódio possui 1 elétron na camada de valência M. Para se tornar estável, ele deve perder este elétron e ficar com 8 elétrons
na camada L. Sua estrutura ficará semelhante a de um gás nobre.
Já o cloro possui 7 elétrons na camada de valência M. Portanto, para se tornar estável necessita ganhar um elétron para ficar com 8.
Com isso, ficará também com a estrutura de um gás nobre.
Dessa forma, o sódio cede 1 elétron para o cloro que precisa dele para ficar estável. Consequentemente, o sódio torna-se um íon
positivo (cátion) e o cloro um íon negativo (ânion). Como esses elementos agora têm cargas opostas, eles se atraem por uma atração
eletrostática e essa ligação chamamos de iônica.
Esquema de Lewis
As ligações iônicas podem ser representadas também pelos esquemas de Lewis. São representações gráficas na qual usa-se bolinhas, asteriscos
e traços. Para o sódio e o cloro temos:
De forma geral, a ligação iônica ocorre entre metais, que tendem a perder elétrons e não-metais que tendem a ganhar elétrons.
Usa-se o termo valência para determinar a capacidade de ligaç;ão entre os elementos. Como o cloro e sódio usam 1 elétron para
a ligação entre eles, são chamados de monovalentes.
Íon-fórmula
Para se obter o íon-fórmula de uma substância escreve-se os elementos na ordem crescente de eletronegatividade de tal forma que o índice
um corresponda a valência de outro.
Exemplo:
Podemos estabelecer então que:
A força que une cátions e ânions numa ligação iônica é muito intensa na natureza. Por isso, que em condições normais de temperatura e pressão
essas substâncias encontram-se em estado sólido.
Quando elas são adicionadas em um líquido (geralmente a água) o composto apresenta alta condutividade elétrica já que nesses caso os íons ficam
livres.
Ligação Covalente ou Molecular
Vejamos a configuração eletrônica entre dois átomos de cloro:
O cloro possui 7 elétrons na camada de valência (M). Logo, ele necessita de 1 elétron para estabilizar. Para se ligar a outro átomo de cloro, que
que também precisa de 1 elétrons, os dois devem compartilhar um eltéron na última camada. Esse tipo de compartilhamento é chamado de ligação covalente. Com isso, ambos os átomos estão com 8 elétrons na camada de valência.
- átomos ligados apenas por ligações covalentes ou pares eletrônicos são chamados de moléculas.
- as moléculas podem ser formadas por poucos átomos (H2, O2), muitos átomos (C6H12O6) ou
infinitos átomos (celulose, amido).
Formas de representação de uma molécula:
- fórmula eletrônica: representa os elétrons da última camada, bem como o par eletrônico.
- fórmula estrutural plana: representa a ligação entre os átomos com traços e estes representam o par eletrônico.
- fórmula molecular: indica a quantidade de cada um dos átomos da molécula.
As ligações covalentes acontecem entre não-metais e um não-metal e hidrogênio.
Exercício:
(VUNESP-SP) Os elementos A e B têm, respectivamente, 2 e 6 elétrons na camada de valência. Quando átomos de A e B se associam forma-se
um composto:
a) covalente de fórmula AB
b) covalente de fórmula AB2
c) covalente de fórmula A2B3
d) iônica de fórmula AB
e) iônica de fórmula A2B
Resolução:
Vemos que o elemento A precisa perder 2 elétrons e o B precisa ganhar 2. Então, o elemento A tornar-se-á um cátion A2+ e B será
um ânios B2-. A ligação será iônica: A2B2, ou seja, de fórmula AB.
