LIGAÇÃO COVALENTE Elementos não-metálicos

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Nicholas Bandeira Aleixo
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1 LIGAÇÃO COVALENTE Elementos não-metálicos: não formam cátions monoatômicos pois têm energia de ionização muito alta. Qual o tipo de ligação entre átomos não-metálicos? Lewis (1916): Uma ligação covalente é um par de elétrons compartilhado por dois átomos.

2 ESTRUTURAS DE LEWIS Na formação de uma ligação covalente, os átomos caminham na direção de completar seus octetos pelo compartilhamento de elétrons. A estrutura de Lewis mostra o arranjo de elétrons como traços (pares ligados) e pontos (pares isolados). Exemplo: Molécula de nitrogênio. N N N N

3 A estrutura de Lewis não mostra a forma da molécula. Ela indica como os átomos são mantidos juntos e quais átomos têm pares isolados. Um único par de elétrons compartilhado ligação simples Dois pares de elétrons compartilhados ligação dupla Três pares de elétrons compartilhados ligação tripla Ligações duplas e triplas são denominadas ligações múltiplas. Exercício: Escreva a estrutura de Lewis das seguintes moléculas: a) CH 3 CH 2 OH; b) H 2 SO 4 ; c) HCN; d) (NH 2 ) 2 CO; e) H 2 NNH 2 No ácido sulfúrico observa-se a presença de ligações covalentes coordenadas (dativas), onde o par de elétrons é fornecido por apenas um dos átomos participantes.

4 LIGAÇÕES IÔNICAS versus LIGAÇÕES COVALENTES As ligações iônica e covalente são dois modelos extremos da ligação química. A maioria das ligações reais fica em algum lugar entre puramente iônica e puramente covalente. Iônica: bom modelo para ligações entre metal e não-metal. Covalente: bom modelo para ligações entre não-metais. Mas quão bons são estes modelos iniciais?

5 LIGAÇÃO COVALENTE E ELETRONEGATIVIDADE 1) Ligação Puramente Covalente (Apolar): Ocorre entre átomos iguais. Dessa forma, os átomos possuem mesma eletronegatividade e atraem, consequentemente, o par eletrônico compartilhado com a mesma intensidade. Ex.: H 2, O 2, N 2 H H O par eletrônico é equidistante dos dois núcleos

6 2) Ligação Covalente Polar: Ocorre entre átomos diferentes. Dessa forma, o átomo que possui maior eletronegatividade atrai o par eletrônico compartilhado com maior intensidade. Ex.: HCl. O par eletrônico fica mais próximo do cloro pois este átomo atrai mais fortemente os elétrons da ligação covalente (porque é mais eletronegativo). Os dois átomos de uma ligação covalente polar formam um dipolo elétrico. + - H Cl

7 A ordem de grandeza de um dipolo elétrico mede-se através da magnitude vetorial momento dipolar μ = Q.r (Q=carga +1; r=distância entre as cargas) Desta maneira, o átomo mais eletronegativo lembra um ânion e o outro parece um cátion! As ligações covalentes polares têm um certo caráter iônico! Não existe uma linha divisória imediata e clara entre ligações iônica e covalente. Uma boa regra: Diferença de eletronegatividade Caráter iônico Caráter covalente 2 unidades Alto Baixo < 2 unidades Baixo Alto (polar) Próximo de zero Baixíssimo Alto (apolar)

8 Exercício: Em qual dos seguintes compostos as ligações têm maior caráter iônico: (a) CO 2 ou (b) NO 2? Exercício: Em qual dos seguintes compostos as ligações têm maior caráter iônico: (a) P 4 O 10 ou (b) PCl 3?

9 LIGAÇÃO IÔNICA E POLARIZABILIDADE Todas as ligações iônicas têm algum caráter covalente! Como isto se origina? Considere o ânion Cl - próximo do cátion Na + : 1. A carga positiva do cátion puxa os elétrons do ânion e a nuvem eletrônica distorce-se em direção do cátion. 2. Esta distorção pode ser entendida como uma tendência do par de elétrons de mover-se para a região entre os núcleos e formar uma ligação covalente. Cátion polarizante Ânion polarizável Nuvem eletrônica distorcida

10 ATENÇÃO!!! distorção da nuvem do ânion caráter covalente Átomos e íons que prontamente sofrem uma grande distorção são altamente POLARIZÁVEIS. São polarizáveis os ânions de maior raio iônico como o I - (iodeto). O seu núcleo exerce pouca atração sobre os elétrons da última camada. Íons que podem causar uma grande distorção têm um alto PODER POLARIZANTE. Cátions com alto poder polarizante possuem carga alta (2+ ou 3+) e raio iônico pequeno. Ex.: Al 3+

11 Resolvendo! Exercício: Em qual dos pares de compostos abaixo as ligações deverão ter o maior caráter covalente? a) NaBr ou MgBr 2? b) CaS ou CaO? TÔ CANSADA!!!

12 Resumindo: F 2 : ligação com alto caráter covalente HF: ligação covalente com certo caráter iônico (covalente polar) LiF: ligação com alto caráter iônico

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