Você já se perguntou o que faz o universo ficar unido? Aqui vai uma dica: não é um frasco de supercola cósmica de tamanho industrial. Não, o segredo para manter as coisas juntas é um processo de ligação química conhecido como ligação valente - onde os elétrons nas camadas externas dos átomos se unem para formar moléculas. As ligações covalentes são algumas das ligações mais poderosas do universo.
O pai das ligações covalentes - Irving Langmuir
O mundo da ciência química foi apresentado ao princípio da covalência em 1919. O futuro químico vencedor do Prêmio Nobel Irving Langmuir cunhou o termo para descrever as ligações moleculares formadas pelos elétrons na camada mais externa ou valência dos átomos. O termo 'ligação covalente' entrou em uso pela primeira vez em 1939.
Um químico americano, Irving Langmuir nasceu no Brooklyn, Nova York, em 31 de janeiro de 1881, como o terceiro de quatro filhos de Charles Langmuir e Sadie Comings. Langmuir formou-se engenheiro metalúrgico pela School of Mines da Columbia University em 1903 e obteve seu M. A. e Ph.D. em química em 1906. Seu trabalho em química de superfície seria recompensado com o Prêmio Nobel de Química, em 1932.
Átomos e moléculas - eles realmente importam?
Simplificando, sem átomos, o universo não existiria. Isso ocorre porque os átomos são os blocos básicos de construção da matéria. O que exatamente significa matéria? Nas ciências físicas e químicas, 'matéria' é definida como aquela que ocupa espaço e possui massa de repouso, especialmente como distinta de energia. Portanto, em poucas palavras, 'matéria' é tudo.
Os átomos são compostos de três partículas subatômicas básicas: prótons, nêutrons e elétrons. Prótons são partículas subatômicas que mantêm uma carga elétrica positiva. Os nêutrons são partículas subatômicas que não têm carga elétrica positiva nem negativa, ou seja, neutra. Prótons e nêutrons se combinam para formar o núcleo de um átomo. Os elétrons, o último tipo de partícula subatômica, mantêm uma carga elétrica negativa e orbitam o núcleo atômico como uma nuvem.
Então, o que são moléculas? As moléculas são nada mais nada menos do que átomos que são atraídos por outros átomos o suficiente para formar uma ligação. Um vínculo de valência.
Ligação molecular - Tipos de ligações valentes
Quando os átomos se unem para formar moléculas, o processo pode ocorrer de algumas maneiras diferentes. A principal forma de ligação dos átomos é conhecida como covalente. O termo covalente se refere ao fato de que a ligação envolve o compartilhamento de um ou mais pares de elétrons. Existem também outras maneiras de os átomos formarem ligações valentes, incluindo:
assistir séries
- Ligações iônicas ou ligações formado quando um átomo cede um ou mais elétrons para outro átomo.
- Ligações metálicas, o tipo de produto químico vínculo que mantém os átomos dos metais juntos. As ligações metálicas são a atração forçada entre os elétrons de valência e os átomos de metal.
Ligações moleculares covalentes - Elementos vs. Compostos
À medida que ocorrem atrações valentes entre os átomos, eles formam ligações moleculares ou substâncias que são compostos ou elementos. Embora compostos moleculares e elementos moleculares ocorram como resultado de ligações covalentes, há também uma diferença importante entre os dois.
A diferença entre a molécula de um composto e a molécula de um elemento é que, na molécula de um elemento, todos os átomos são iguais. Por exemplo, em uma molécula de água (um composto), há um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio. Mas em uma molécula de oxigênio (um elemento), ambos os átomos são oxigênio.
Exemplos de compostos de ligação covalente
Existem muitos exemplos de compostos com ligações covalentes, incluindo os gases em nossa atmosfera, combustíveis comuns e a maioria dos compostos em nosso corpo. Aqui estão três exemplos.
Molécula de metano (CH4)
A configuração eletrônica do carbono é 2,4. Ele precisa de mais 4 elétrons em sua camada externa para ser como o gás nobre neon. Para fazer isso, um átomo de carbono compartilha quatro elétrons com os elétrons individuais de quatro átomos de hidrogênio. A molécula de metano tem quatro ligações simples C-H.
celta x aberdeen
Molécula de água (H2O)
Um átomo de oxigênio se junta a dois átomos de hidrogênio. A molécula de água tem duas ligações simples O-H.
Dióxido de carbono (CO2)
Um átomo de carbono se junta a dois átomos de oxigênio. A molécula de dióxido de carbono tem duas ligações C = O.
Exemplos de elementos de ligação covalente
Quando átomos semelhantes formam ligações moleculares covalentes, os resultados são elementos covalentes. Os elementos covalentes não metálicos encontrados na tabela periódica incluem:
arne johnson hoje
- hidrogênio
- carbono
- azoto
- fósforo
- oxigênio
- enxofre e selênio.
Além disso, todos os elementos halógenos, incluindo:
- flúor
- cloro
- bromo
- iodo e astato são todos elementos não metálicos covalentes.
Ligações covalentes polares e não polares
Ao contrário das ligações iônicas, as ligações covalentes geralmente se formam entre os átomos, onde um dos átomos não pode facilmente atingir uma configuração de camada de elétron de gás nobre por meio da perda ou ganho de um ou dois elétrons. ... Portanto, os átomos que se ligam covalentemente compartilham seus elétrons para completar sua camada de valência.
Quanto maior a diferença de eletronegatividade, mais iônica é a ligação. As ligações que são parcialmente iônicas são ligações covalentes polares. Ligações covalentes não polares, com divisão igual dos elétrons da ligação, surgem quando as eletronegatividades dos dois átomos são iguais.
Exemplos de ligações covalentes polares
Em uma ligação covalente polar, os elétrons compartilhados pelos átomos passam um tempo maior, em média, mais próximos do núcleo de Oxigênio do que do núcleo de Hidrogênio. Isso se deve à geometria da molécula e à grande diferença de eletronegatividade entre o átomo de hidrogênio e o átomo de oxigênio.
Uma molécula de água, abreviada como H2O, é um exemplo de ligação covalente polar. Os elétrons são desigualmente compartilhados, com o átomo de oxigênio passando mais tempo com os elétrons do que os átomos de hidrogênio. Como os elétrons passam mais tempo com o átomo de oxigênio, ele carrega uma carga negativa parcial.
Exemplos de ligações covalentes não polares
As moléculas não polares têm menos probabilidade de se dissolver na água. Uma substância apolar é aquela sem dipolo, o que significa que tem uma distribuição equitativa de elétrons em sua estrutura molecular. Os exemplos incluem dióxido de carbono, óleos vegetais e produtos petrolíferos.
Um exemplo de ligação covalente apolar é a ligação entre dois átomos de hidrogênio porque eles compartilham igualmente os elétrons. Outro exemplo de ligação covalente não polar é a ligação entre dois átomos de cloro porque eles também compartilham os elétrons igualmente.
Ligações covalentes - sete coisas a serem lembradas
Aqui estão algumas dicas importantes para ajudá-lo a lembrar o que você acabou de aprender sobre ligações covalentes:
- Valência e ligações covalentes unem átomos para formar moléculas.
- Os átomos podem se ligar de três maneiras principais: ligações covalentes, ligações iônicas e ligações metálicas.
- O termo ligação covalente descreve as ligações em compostos que resultam do compartilhamento de um ou mais pares de elétrons.
- As ligações iônicas, onde os elétrons se transferem entre os átomos, ocorrem quando átomos com apenas alguns elétrons em sua camada externa dão os elétrons a átomos com apenas alguns faltando em sua camada externa.
- Em ligações metálicas, um grande número de átomos perdem seus elétrons. Eles são mantidos juntos em uma rede pela atração entre elétrons 'livres' e núcleos positivos.
- Um átomo que perde um elétron torna-se carregado positivamente; um átomo que ganha um elétron torna-se carregado negativamente, de modo que os dois átomos são atraídos um pelo outro pela atração elétrica dos opostos.
- Por serem carregados negativamente, os elétrons compartilhados são atraídos igualmente para o núcleo positivo de ambos os átomos envolvidos. Os átomos são mantidos juntos pela atração entre cada núcleo e os elétrons compartilhados.