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Por que os átomos se ligam?

Paulo Marcelo Pontes

Os átomos se ligam porque…

• A ligação aumenta a ESTABILIDADEdo sistema, ou seja, ocorre umabaixamento da ENERGIA do sistemaquando os átomos estão ligados, emrelação aos átomos isolados.

Como estão os elétrons no átomo?

• Os elétrons só podem assumirdeterminados níveis de energia (quantomais afastado do núcleo, maior é aenergia do nível).

• Os elétrons ocuparão os níveis deforma que o conjunto possua a menorenergia possível (ESTADOFUNDAMENTAL).

• O estado fundamental é obtido por umageneralização: o DIAGRAMA DEPAULING.

Orbital do tipo s

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Orbitais do tipo pOrbitais do tipo d

Orbitais do tipo f Diagrama de PAULING

ENERGIA

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Observação:

O diagrama de Pauling é um esquemabaseado na energia dos orbitaisatômicos do átomo de hidrogênio.Como o hidrogênio só possui umelétron, podemos perceber que sereferem a orbitais atômicos vazios.

Quando a teoria falha…

• Como os átomos possuem elétrons eesses ocupam os orbitais atômicos,existe uma certa variação em relaçãoao diagrama apresentado, em geral,não chegam a alterar nada. Mas algunscasos particulares são bastanteimportantes.

ENERGIA

ESTABILIDADE

ELETRONEGATIVIDADE

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Por que a eletronegatividade cresce nesses sentidos?

Leva-se em consideração dois fatores:• O efeito de blindagem causado pelos

níveis mais externos (quanto maisníveis, maior o efeito de blindagem,menor a atração do núcleo peloselétrons mais externos).

• A carga nuclear (número de prótons nonúcleo). Quanto maior a carga donúcleo, maior será sua força deatração.

A camada de valência

Denomina-se camada de valência de umátomo o seu último nível, normalmenteincompleto.

É essa camada que participa dasligações químicas, porque seus elétronsestão menos presos ao núcleo e estãomais suscetíveis à ação de outrosnúcleos atômicos.

Regra do octeto

É uma regra generalizada, que apresentavárias falhas e que funcionaprincipalmente para os primeiros níveise aqueles do bloco s e p. Porém, comopode se aplicar em vários casos, aindaé utilizada com certo “sucesso”.

Regra do octeto

Para que um átomo atinja a estabilidade,ele deverá possuir oito elétrons emsua camada de valência.

Os átomos dos gases nobres (família 18)possuem oito elétrons em sua camadade valência, daí serem ditos estáveis eapresentarem uma tendência a nãoformar ligações com outros átomos.

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Atenção!

Quando a camada de valência é oprimeiro nível, o átomo se estabilizarácom apenas dois elétrons nessacamada.

Gases nobres não reagem?

Até 1972, não eraconhecido nenhumcomposto constituído porgases nobres.

Nesse ano, o químico NeilBartlett criou o primeirocomposto dessa classe,utilizando xenônio eflúor.

Para que um átomo obtenha oito elétrons na camada de

valênciaEle realizará um dos seguintes

processos:• Receber elétrons suficientes para

completar a camada• Doar elétrons da camada de valência,

restando o penúltimo nível, completo.• Compartilhar elétrons com outro(s)

átomo(s).

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Tipos de Ligações

• Ligação iônica• METAL + AMETAL• METAL + HIDROGÊNIO

• Ligação covalente– Normal– Coordenada

• AMETAL + AMETAL• AMETAL + HIDROGÊNIO

• Ligação metálica• METAL + METAL

Ligação iônica

• É assim denominada a atração entredois íons de cargas opostas, em umretículo cristalino. Trata-se, portanto, deuma interação eletrostática entre cargascontrárias.

Conglomerado iônico

• A formação de um conglomerado iônicoenvolve átomos de elementos comeletronegatividade muito distintas.

• Antes de formar a ligação iônica, essesátomos realizarão uma transferência deelétrons(s) da espécie menoseletronegativa para a espécie maiseletronegativa.

Formação de íons

• A espécie menos eletronegativaDOARÁ elétron(s) da camada devalência, restando apenas os elétronsdos níveis anteriores (completos).Resultará na formação de um cátion, decarga positiva.

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Formação de íons

• A espécie mais eletronegativaRECEBERÁ elétron(s) e completará oocteto da camada de valência,adquirindo estabilidade. Resultará naformação de um ânion, de carganegativa.

Ligação covalente

Ocorre pela formação de um orbitalmolecular a partir de dois orbitaisatômicos (um de cada átomoparticipante da ligação).

Ligação sigma (σ) Ligação pi (π)

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Quando átomos possuindo o subnível p incompleto se

ligamLigação delta (δ)

Ligações múltiplas Ligação metálica

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Empacotamento dos metais