Ligações químicas
Na natureza, todos os sistemas tendem a adquirir a maior estabilidade possível.
Os átomos ligam-se uns aos outros para aumentar a sua estabilidade. Os gases
nobres são as únicas substâncias formadas por átomos isolados.
Conclusão: os átomos dos gases nobres são os únicos estáveis.
Os átomos dos gases nobres são os únicos que possuem a camada da valência
completa, isto é, com oito elétrons (ou dois, no caso da camada K).
Conclusão: a saturação da camada da valência com oito elétrons (ou dois, no
caso da camada K) aumenta a estabilidade do átomo.
A configuração eletrônica com a camada da valência completa é chamada
configuração estável. Os átomos dos gases nobres são os únicos que já têm a
camada da valência completa.
Teoria do octeto
Surgiu com a associação entre estabilidade dos gases nobres e o fato de
possuíram 8 elétrons na última camada.
Para atingir uma situação estável, os átomos tendem a buscar uma estrutura
eletrônica cuja camada de valência contenha 8 elétrons igual ao gás nobre que
tenha o número atômico mais próximo.
Os átomos menores em número de elétrons tendem a alcançar o dueto, ou seja,
procuram conseguir dois elétrons na camada de valência como o hélio: (Z = 2),
logo 1s2. É o caso do hidrogênio e do lítio.
Por ser a última camada, quando dois átomos se encontram a camada de valência
de um toca a camada de valência do outro. A observação dos átomos já
conhecidos, permite estabelecer algumas regras para a ligação eletrônica:
1º quando um átomo tiver 8 elétrons na camada de valência, existira uma
“estabilidade” e ele não se ligará a outros átomos. Por isso não se pode formar
nenhum composto químico com os gases nobres hélio (He); neônio (Ne); argônio
(Ar); criptônio (Kr); xenônio (Xe); e randônio (Rn).
2º Quando um átomo possuir menos de 8 elétrons na camada de valência, ele
tende a “associar-se” a outros átomos para completar ou eliminar a camada
incompleta.
3º Com 1, 2 ou 3 elétrons na última camada, o átomo procura eliminar.
4º Com 5, 6, 7 elétrons na camada de valência, a tendência é completar.
5º Com 4 elétrons na última camada, tanto faz eliminar ou completar, dependerá
do elemento químico em questão.Existe, então, uma regra prática para verificar a
distribuição eletrônica de um átomo. No entanto, é importante saber que essa
regra tem muitas exceções.
Levando-se em conta a representação universal das camadas (K L M N O P Q),
distribui-se os elétrons do elemento químico, levando-se em conta a quantidade
máxima de elétrons em cada camada, até chegar à camada de valência do
elemento em questão.
Observe
Lembrando mais uma vez que o número atômico Z = nº de prótons, e que um
átomo neutro possui nº de prótons = nº de elétrons, para um elemento cujo nº
atômico é 20 (Z = 20) temos a seguinte representação:
Nº máximo
de eCamadas
20 Ca (Z=20)
2
8
18
32
32
18
2
K
2
L
8
M
?
N
?
O
P
Q
Colocando 2 na 1ª camada; mais 8 na segunda, na terceira camada, onde cabe 18
elétrons, você poderia colocar 10, dessa forma completaria a quantidade de
elétrons que os átomos do cálcio possuem. No entanto, na última camada cabem
apenas 8 elétrons. Se isso bastasse, talvez você pudesse escrever assim:
Nº máximo
de eCamadas
20 Ca (Z=20)
2
8
18
32
32
18
2
K
2
L
8
M
9
N
1
O
P
Q
No entanto, o mínimo de elétrons que pode ter em uma camada é 2, sendo assim,
o correto no caso do cálcio (20Ca) é escrever:
Nº máximo
de eCamadas
20 Ca (Z=20)
2
8
18
32
32
18
2
K
2
L
8
M
8
N
2
O
P
Q
Ligações Químicas
Ligação iônica ou eletrovalente é a atração eletrostática entre íons de cargas
opostas num retículo cristalino. Esses íons formam-se pela transferência de
elétrons dos átomos de um elemento para os átomos de outro elemento.
Para se formar uma ligação iônica, é necessário que os átomos de um dos
elementos tenham tendência a ceder elétrons e os átomos do outro elemento
tenham tendência a receber elétrons.
Quando os átomos de dois elementos A e B têm ambos tendência a ceder ou a
receber elétrons, não pode se formar uma ligação iônica entre eles.
Os átomos com tendência a ceder elétrons apresentam um, dois ou três elétrons
na camada da valência; são todos átomos de metais, com exceção dos átomos de
H e He. Os átomos com tendência a receber elétrons apresentam quatro, cinco,
seis e sete elétrons na camada da valência; são os átomos dos não-metais e do H.
Uma ligação iônica forma-se entre um metal e um não-metal ou entre um metal e o
H. Os elétrons são transferidos dos átomos dos metais para os dos não-metais ou
do H.
Os átomos dos metais, cedendo elétrons, transformam-se em íons positivos ou
cátions, e os átomos dos não-metais ou do H, recebendo elétrons, transformam-se
em íons negativos ou ânions.
Todo ânion monoatômico tem configuração estável, semelhante à de um gás
nobre, porque, na formação do ânion, o átomo recebe exatamente o número de
elétrons que falta para ser atingida a configuração estável.
Nem todo cátion monoatômico tem configuração estável. O átomo, ao ceder os
elétrons de sua camada da valência, nem sempre fica com configuração estável.
Os cátions dos metais alcalinos e alcalino-terrosos, bem como o cátion de
alumínio, têm configurações estáveis. Os cátions dos metais de transição não têm,
em sua maioria, configuração estável.
Exemplo: A configuração eletrônica do Sódio e do Cloro segundo o diagrama
de Linus Pauling fica do seguinte modo:
11Na 1s2 2s2 2p6 3s1
17Cl 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
O sódio possui 1 elétron na última camada. Basta perder este elétron para que ele
fique estável com 8 elétrons na 2ª camada.
O cloro possui 7 elétrons na última camada. É bem mais fácil ele receber 1 elétron
e ficar estável do que perder 7 elétrons para ficar estável, sendo isto o que
acontece.
Agora tudo está perfeito. O sódio quer doar 1 elétron e o cloro quer receber 1
elétron. Eles se aproximam e o sódio doa seu elétron que está em excesso e o
cloro o recebe.
Veja o esquema abaixo:
Valência É o número de ligações que um átomo precisa fazer para adquirir uma
configuração estável, como a configuração de um gás nobre.
Com exceção do hélio, os gases nobres (listados na coluna 8ª da Tabela
Periódica) apresentam oito elétrons na camada de valência, observe:
K
L
M
N
O
P
Q
He (Z = 2) 2
Ne (Z = 10) 2
8
Ar (Z = 18) 2
8
18 8
Kr (Z = 36) 2
8
18 18 8
Xe (Z = 54) 2
8
18 32 18 8
Rn (z = 86) 2
8
18 32 32 18 8
Eletrovalência é a valência do elemento na forma iônica. É igual à carga do seu
íon monoatômico.
Ligação covalente ou molecular É aquela onde os átomos possuem a tendência
de compartilhar os elétrons de sua camada de valência, ou seja, de sua camada
mais instável. Neste tipo de ligação não há a formação de íons, pois as estruturas
formadas são eletronicamente neutras.
Note que há o compartilhamento de elétrons entre os átomos de hidrogênio e os
de oxigênio. Os elétrons da nuvem eletrônica não pertencem exclusivamente ao
hidrogênio nem ao oxigênio; pertencem aos dois átomos simultaneamente.
A ligação covalente pode ser: simples, dupla ou tripla de acordo com o nº de pares
de elétrons compartilhados.



Ligação covalente simples: ligação química onde participa um par de elétrons
Simboliza-se por um traço entre os átomos ligados. Por exemplo: H-H.
Ligação covalente dupla: ligação química onde participa dois pares
de elétrons Simboliza-se por dois traços entre os átomos ligados. Por
exemplo: O=O.
Ligação covalente tripla: ligação química onde participa três pares de elétrons
Simboliza-se por três traços entre os átomos ligados. Por exemplo: N≡N.
Ligação dativa ou coordenada Este tipo de ligação ocorre quando os átomos
envolvidos já atingiram a estabilidade com os oito ou dois elétrons na camada de
valência.
Note que as setas vermelhas indicam as ligações dativas; onde o átomo de
enxofre "doa" um par de elétrons para cada átomo de oxigênio; e os traços indicam
o compartilhamento de elétrons que ocorre normalmente entre o enxofre e o
oxigênio.
Ligação metálica: é constituída pelos elétrons livres que ficam entre os cátions
dos metais (modelo do gás eletrônico ou do mar de elétrons). Os metais são
constituídos por seus cátions mergulhados em um mar de elétrons.
A ligação metálica explica a condutividade elétrica, a maleabilidade, a ductilidade e
outras propriedades dos metais.
Eletronegatividade: de um elemento é uma medida da sua capacidade de atrair
os elétrons das ligações covalentes das quais ele participa.
Quanto maior for à capacidade de um átomo de atrair os elétrons das ligações
covalentes das quais ele participa, maior será a sua eletronegatividade.
Ligação covalente polar é aquela que constitui um dipolo elétrico.Forma-se
quando as eletronegatividades dos elementos ligados são diferentes.
Ligação covalente apolar é aquela que não constitui dipolo elétrico. Neste caso,
as eletronegatividades dos átomos ligados são iguais.
TIPOS DE SUBSTÂNCIAS
Substância iônica ou eletrovalente é toda substância que apresenta pelo menos
uma ligação iônica. Mesmo as substâncias que apresentam ligações iônicas e
covalentes são classificadas como iônicas.
Substância molecular apresenta somente ligações covalentes e é formada por
moléculas discretas.
Substância covalente apresenta somente ligações covalentes e é formada por
macromoléculas.
Propriedade das substâncias iônicas
Alto ponto de fusão (PF) e ponto de ebulição (PE).
Sólidas à temperatura ambiente.
Conduzem a corrente elétrica no estado fundido e não no estado sólido.
Cristais duros e quebradiços.
As substâncias moleculares não apresentam as propriedades acima. As
substâncias covalentes, ao contrário das moleculares, têm PF e PE altíssimos
(analogia com as iônicas).
FÓRMULAS ELETRÔNICAS E ESTRUTURAIS
Estruturas de Lewis ou fórmulas eletrônicas são representações dos pares de
elétrons das ligações covalentes entre todos os átomos da molécula, bem como
dos elétrons das camadas da valência que não participam das ligações covalentes.
Estruturas de Couper ou fórmulas estruturais planas são representações, por
traços de união, de todas as ligações covalentes entre todos os átomos da
molécula.
Simples ligação é uma ligação covalente entre dois átomos (A - B).
Ligação dupla são duas ligações covalentes entre dois átomos (A = B).
Ligação tripla são três ligações covalentes entre dois átomos (A º B).
Exercícios sobre ligações químicas
Os compostos iônicos são resultantes da combinação entre cátions e ânions, formando
substâncias em que a carga total é igual a zero. De acordo com as fórmulas, dê o nome dos
compostos iônicos abaixo:
a)NaCl
b)KI
c)MgSO4
d)MgCl
e)Na2SO4
2) (FEI – SP) Um elemento X, pertencente à família (2A) da tabela periódica, forma ligação
química com outro elemento Y da família (7A). Sabendo-se que X não é o Berílio, qual a
fórmula do composto formado e o tipo de ligação entre X e Y?
3) (U.F. Uberlândia) Na reação de um metal A com um elemento B, obteve-se uma substância
de fórmula A2B. O elemento B provavelmente é um:
a)Halogênio
b)Metal de transição
c) Metal Nobre
d) Gás raro
e) Calcogênio
4) (UCMG) Um elemento químico A de número atômico 16, combina-se com um elemento B,
de número atômico 17. A fórmula molecular do composto e o tipo da ligação são:
a) AB2 - covalente
b) A2B - molecular
c) AB2 – eletrovalente ou iônica
d) AB – eletrovalente ou iônica
e) A2B – eletrovalente ou iônica
5) No cianeto de sódio (NaCN) existem:
a) somente ligações iônicas.
b) somente ligações covalentes.
c) somente ligações metálicas.
d) ligações iônicas e covalentes.
e) ligações metálicas e covalentes.
6) O aumento de diferença de eletronegatividade entre os elementos ocasiona a seguinte
ordem no caráter das ligações
a) covalente polar, covalente apolar, iônica.
b) iônica, covalente polar, covalente apolar.
c) covalente apolar, iônica, covalente polar.
d) covalente apolar, covalente polar, iônica.
e) iônica, covalente apolar, covalente polar.
7) (FUC – MT) A ligação covalente de maior polaridade ocorre entre H e átomos de:
a) F.
b) Cl.
c) Br.
d) I.
e) At.
8) (UFRS) “Para a formação da ligação, duas condições são necessárias: um par de elétrons
com spins opostos e um orbital estável em cada átomo. A força de ligação é qualitativamente
proporcional à interpenetração das nuvens de carga dos dois átomos.”
O texto refere-se à ligação:
a) iônica
b) metálica
c) covalente
d) por forças de Van der Waals
e) por pontes de hidrogênio.
9) (UFV/2011) É correto afirmar que o ácido acético (CH3CO2H) é capaz de realizar ligação de
hidrogênio com moléculas de:
a) éter dietílico.
b) benzeno.
c) cicloexano.
d) 1,2-dietilbenzeno.
10) O cloreto de sódio (NaCl), o pentano (C5H12) e álcool comum (CH3CH2OH) têm suas
estruturas constituídas , respectivamente, por ligações:
a) iônicas, covalentes e covalentes
b) covalentes, covalentes e covalentes
c) iônicas, covalentes e iônicas
d) covalentes, iônicas e iônicas
e) iônicas, iônicas e iônicas
11) (FUVEST-SP) Considere o elemento cloro formando compostos com, respectivamente,
hidrogênio, carbono, sódio e cálcio. (Consulte a tabela periódica.). Com quais desses
elementos o cloro forma compostos covalentes?
12) (UNI-RIO) O dióxido de carbono (CO2) é um gás essencial no globo terrestre. Sem a
presença desse gás, o globo seria gelado e vazio. Porém, quando ele é inalado em
concentração superior a 10%, pode levar o indivíduo à morte por asfixia. Esse gás apresenta
em sua molécula um número de ligações covalentes igual a:
a) 4
b) 1
c) 2
d) 3
e) 0
13) (FUVEST) As unidades constituintes dos sólidos: óxido de magnésio (MgO), iodo (I2) e
platina (Pt) são, respectivamente:
a) átomos, íons e moléculas;
b) íons, átomos e moléculas;
c) íons, moléculas e átomos
d) moléculas, átomos e íons;
e) moléculas, íons e átomos.
14) (ACAFE) O grupo de átomos que é encontrado na forma monoatômica pelo fato de serem
estáveis é:
a) Halogênios
b) Calcogênios
c) Metais Alcalinos Terrosos
d) Metais Alcalinos
e) Gases Nobres
15) (UFF-RJ) Para que um átomo neutro de cálcio se transforme em Ca , ele deve:
a) receber dois elétrons.
b) receber dois prótons.
c) perder dois elétrons.
d) perder dois prótons.
e) perder um próton.
2+
16) Um elemento químico de configuração eletrônica 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 possui forte tendência
para:
a) perder 5 elétrons.
b) perder 1 elétron.
c) perder 2 elétrons.
d) ganhar 2 elétrons.
e) ganhar 1 elétron.
17) (UFRGS-RS) Ao se compararem os íons K+ e Br– com os respectivos átomos neutros de que
se originaram, podemos verificar que:
a) houve manutenção da carga nuclear de ambos os íons.
b) o número de elétrons permanece inalterado.
c) o número de prótons sofreu alteração em sua quantidade.
d) ambos os íons são provenientes de átomos que perderam elétrons.
e) o cátion originou-se do átomo neutro a partir do recebimento de elétrons.
18) (PUC-Campinas-SP) Os átomos de certo elemento químico metálico possuem, cada um, 3
prótons, 4 nêutrons e 3 elétrons. A energia de ionização desse elemento está entre as mais
baixas dos elementos da Tabela Periódica. Ao interagir com halogênio, esses átomos têm
alterado o seu número de:
a) prótons, transformando-se em cátions.
b) elétrons, transformando-se em ânions.
c) nêutrons, mantendo-se eletricamente neutros.
d) prótons, transformando-se em ânions.
e) elétrons, transformando-se em cátions.
19) (MACKENZIE-SP) Para que átomos de enxofre e potássio adquiram configuração eletrônica
igual à de um gás nobre, é necessário que:
dados: S (Z = 16); K (Z = 19).
a) o enxofre receba 2 elétrons e que o potássio receba 7 elétrons.
b) o enxofre ceda 6 elétrons e que o potássio receba 7 elétrons.
c) o enxofre ceda 2 elétrons e que o potássio ceda 1 elétron.
d) o enxofre receba 6 elétrons e que o potássio ceda 1 elétron.
e) o enxofre receba 2 elétrons e que o potássio ceda 1 elétron.
20) (UCS-RS) Em um determinado tipo de ligação química, ocorre a formação de íons devido à
perda ou ao ganho de elétrons pelos átomos. Supondo-se uma ligação que dê origem aos íons
Na1 + e F– , é correto afirmar que:
Dados: 11Na23 e 9F19.
a) O íon F– tem massa maior que o íon Na +.
b) Os íons têm distribuição eletrônica igual.
c) Os íons têm números atômicos iguais.
d) Os íons têm massa atômica igual.
e) Os íons são isótopos.
21) Os átomos pertencentes à família dos metais alcalinos terrosos e dos halogênios adquirem
configuração eletrônica de gases nobres quando, respectivamente, formam íons com números
de carga:
a) + 1 e – 1.
b) – 1 e + 2.
c) + 2 e – 1.
d) – 2 e – 2.
e) + 1 e – 2.
22) Um certo elemento tem número atômico igual a 37. Qual a carga mais provável do seu
íon?
a) – 1.
b) – 2.
c) + 1.
d) + 2.
e) + 3.
23) Um átomo X apresenta 13 prótons e 14 nêutrons. A carga do íon estável formado a partir
deste átomo será:
a) – 2.
b) – 1.
c) + 1.
d) + 2.
e) + 3.
24) Para adquirir configuração eletrônica de um gás nobre, o átomo de número atômico 16
deve:
a) perder dois elétrons.
b) receber seis elétrons.
c) perder quatro elétrons.
d) receber dois elétrons.
e) perder seis elétrons.
25) Considere as configurações eletrônicas de quatro elementos químicos:
I. 1s2 2s2.
II. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 .
III. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s24p5 .
IV. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 5s2
Qual deles apresenta tendência a formar um ânion?
a) I.
b) II.
c) III.
d) IV.
e) I ou II.
26) Na classificação periódica, a família formada por elementos que originam cátions
exclusivamente bivalentes é:
a) 7 A.
b) 6 A.
c) 3 A.
d) 2 A.
e) 1 A.
27) Ao se transformar em íon estável, um átomo de magnésio e um átomo de oxigênio,
respectivamente:
a) ganha e perde 1 elétron.
b) ganha e perde 2 elétrons.
c) ganha e perde 3 elétrons.
d) perde e ganha 1 elétron.
e) perde e ganha 2 elétrons.
LIGAÇÃO IÔNICA OU ELETROVALENTE
28)(Covest-2004) Um composto iônico é geralmente formado a partir de elementos que
possuem:
a) energias de ionização muito distintas entre si.
b) elevadas energias de ionização.
c) raios atômicos semelhantes.
d) elevadas afinidades eletrônicas.
e) massas atômicas elevadas.
29) A fórmula entre cátion X 3 + e o ânion Y – 1 é:
a) XY.
b) XY3.
c) X7Y.
d) X3Y7.
e) X7Y3.
30) (Covest-PE) Assinale a alternativa que apresenta composto com ligação química
essencialmente iônica?
a) NaI.
b) CO2.
c) HCl.
d) H2O.
e) CH4.
31) A camada mais externa de um elemento X possui 3 elétrons, enquanto a camada mais
externa de outro elemento Y tem 7 elétrons. Uma provável fórmula de um composto, formado
por esses elementos é:
a) XY3.
b) X5Y.
c) X3Y.
d) X7Y3.
e) XY.
32) (UEPB) Dois átomos de elementos genéricos A e B apresentam as seguintes distribuições
eletrônicas
em camadas: A _ 2, 8, 1 e B _ 2, 8, 6. Na ligação química entre A e B,
I. O átomo A perde 1 elétron e transforma-se em um íon (cátion) monovalente.
II. A fórmula correta do composto formado é A2B e a ligação que se processa é do tipo iônica.
III. O átomo B cede 2 elétrons e transforma-se em um ânion bivalente.
Assinale a alternativa correta:
a) Apenas II e III são corretas.
b) Apenas I é correta.
c) Apenas II é correta.
d) Apenas I e II são corretas.
e) Todas as afirmativas são corretas.
Gabarito:
1) a) NaCl - Cloreto de sódio
b) KI - Iodeto de potássio c) MgSO4 - Sulfato de
magnésio
d) MgCl - Cloreto de magnésio
e) Na2SO4 - Sulfato de sódio
2) O elemento X é Magnésio e o Y é Cloro. O composto formado pela ligação entre
um metal com um ametal é iônico, portanto a ligação entre X e Y deve ser iônica. A
fórmula para o composto é Mg+Cl2- e a nomenclatura: Cloreto de magnésio.
3) C 4) C 5) D 6) D 7) A 8) C 9) A questão aborda de forma simples um
tipo de interação intermolecular, chamado ligação de hidrogênio. O estudante
precisava lembrar que a ligação de hidrogênio é formada com um átomo de
hidrogênio ligado a um elemento muito eletronegativo como oxigênio (O), flúor (F)
ou nitrogênio (N), e outro, também bastante eletronegativo, que possui pelo menos
um
par
de
elétons
não
ligantes,
como
O,
N
ou
F.
Uma vez que todas as alternativas, com exceção da letra A, apresenta exemplos
de hidrocarbonetos, a resposta é a alternativa A. A ligação de hidrogênio vai
ocorrer via o par de elétrons não ligantes do oxigênio da molécula de éter.
Resposta:
A
10) Cloreto de sódio → ligação iônica: Na+ClPentano → ligação covalente entre átomos de carbono e hidrogênios.
Álcool comum → ligação covalente entre carbonos, oxigênio e hidrogênios.
11) Hidrogênio e carbono.
Os compostos covalentes se formam através da união entre átomos de hidrogênio,
ametais ou semimetais. O cloro (Cl) se classifica na Tabela Periódica como sendo
um ametal, como também o carbono (C). Tanto o sódio (Na) como o cálcio (Ca)
são metais e por isso não estabelecem ligação covalente com o cloro.
12) O carbono, membro da família IV A, pode compartilhar 4 elétrons para formar
ligações.
- O oxigênio pertence à família VI A, portanto possui 6 elétrons na camada de
valência, podendo compartilhar 2 desses elétrons para formar ligações covalentes.
O═C═O
Cada ligação dupla representa duas ligações covalentes, como são duas ligações
═, temos no total 4 ligações covalentes.
13) C
14
E
15
C
16
E
17
A
18
E
19
E
20
B
21
C
22
*
23
E
24
D
25
C
26
D
27
E
28
A
29
B
30
A
31
A
32
D