LINKS INTERATÔMICOS: CARACTERÍSTICAS E TIPOS - QUÍMICA - 2025

A ligação interatômica é a ligação química que se forma entre os átomos para produzir moléculas. Embora hoje os cientistas geralmente concordem que os elétrons não giram em torno do núcleo, ao longo da história pensava-se que cada elétron orbitava ao redor do núcleo de um átomo em uma camada separada.

Hoje, os cientistas concluíram que os elétrons pairam sobre áreas específicas do átomo e não formam órbitas, mas a camada de valência ainda é usada para descrever a disponibilidade de elétrons.

Figura 1: átomos interagindo entre si por meio de ligações químicas.

Linus Pauling contribuiu para a compreensão moderna da ligação química ao escrever o livro "The Nature of Chemical Bonding", onde coletou ideias de Sir Isaac Newton, Étienne François Geoffroy, Edward Frankland e em particular Gilbert N. Lewis.

Nele, ele relacionou a física da mecânica quântica com a natureza química das interações eletrônicas que ocorrem quando ligações químicas são feitas.

O trabalho de Pauling concentrou-se em estabelecer que as verdadeiras ligações iônicas e covalentes estão nas extremidades de um espectro de ligações e que a maioria das ligações químicas são classificadas entre esses extremos.

Pauling desenvolveu ainda uma escala deslizante do tipo ligação governada pela eletronegatividade dos átomos envolvidos na ligação.

As imensas contribuições de Pauling para nossa compreensão moderna das ligações químicas levaram-no a receber o Prêmio Nobel de 1954 por "pesquisa sobre a natureza das ligações químicas e sua aplicação na elucidação da estrutura de substâncias complexas".

Os seres vivos são feitos de átomos, mas, na maioria dos casos, esses átomos não flutuam apenas individualmente. Em vez disso, eles estão normalmente interagindo com outros átomos (ou grupos de átomos).

Por exemplo, os átomos podem ser conectados por ligações fortes e organizados em moléculas ou cristais. Ou podem formar ligações temporárias e fracas com outros átomos que colidem com eles.

Tanto as ligações fortes que ligam as moléculas quanto as ligações fracas que criam conexões temporárias são essenciais para a química de nossos corpos e para a existência da própria vida.

Os átomos tendem a se organizar nos padrões mais estáveis ​​possíveis, o que significa que tendem a completar ou preencher suas órbitas de elétrons mais externas.

Eles se ligam a outros átomos para fazer exatamente isso. A força que mantém os átomos unidos em coleções conhecidas como moléculas é conhecida como ligação química.

Tipos de ligações químicas interatômicas

Ligação metálica

A ligação metálica é a força que mantém os átomos juntos em uma substância metálica pura. Esse sólido consiste em átomos compactados.

Na maioria dos casos, a camada de elétrons mais externa de cada um dos átomos de metal se sobrepõe a um grande número de átomos vizinhos. Como consequência, os elétrons de valência se movem continuamente de átomo a átomo e não estão associados a nenhum par específico de átomos.

Figura 2: ilustração de uma ligação metálica

Os metais têm várias qualidades únicas, como a capacidade de conduzir eletricidade, baixa energia de ionização e baixa eletronegatividade (portanto, eles liberam elétrons facilmente, ou seja, são cátions).

Suas propriedades físicas incluem uma aparência brilhante (brilhante) e são maleáveis ​​e dúcteis. Os metais têm uma estrutura cristalina. No entanto, os metais também são maleáveis ​​e dúcteis.

Em 1900, Paul Drüde surgiu com a teoria do mar de elétrons modelando metais como uma mistura de núcleos atômicos (núcleos atômicos = núcleos positivos + camada interna de elétrons) e elétrons de valência.

Neste modelo, os elétrons de valência são livres, deslocalizados, móveis e não associados a nenhum átomo em particular.

Ligação iônica

As ligações iônicas são eletrostáticas por natureza. Eles ocorrem quando um elemento com carga positiva se junta a outro com carga negativa por meio de interações coulômbicas.

Elementos com baixas energias de ionização tendem a perder elétrons facilmente, enquanto elementos com alta afinidade eletrônica tendem a ganhá-los produzindo cátions e ânions respectivamente, que são os que formam ligações iônicas.

Os compostos que mostram ligações iônicas formam cristais iônicos nos quais íons carregados positivamente e negativamente oscilam próximos um do outro, mas nem sempre há uma correlação direta 1-1 entre íons positivos e negativos.

As ligações iônicas podem ser quebradas normalmente por meio da hidrogenação ou da adição de água a um composto.

Substâncias mantidas juntas por ligações iônicas (como cloreto de sódio) podem comumente se separar em íons carregados verdadeiros quando uma força externa age sobre eles, como quando dissolvidos em água.

Além disso, na forma sólida, os átomos individuais não são atraídos por um vizinho individual, mas, em vez disso, formam redes gigantes que são atraídas entre si por interações eletrostáticas entre o núcleo de cada átomo e os elétrons de valência vizinhos.

A força atrativa entre os átomos vizinhos dá aos sólidos iônicos uma estrutura extremamente ordenada conhecida como rede iônica, onde partículas com carga oposta se alinham umas com as outras para criar uma estrutura rígida fortemente ligada.

Figura 3: cristal de cloreto de sódio

Ligação covalente

A ligação covalente ocorre quando pares de elétrons são compartilhados por átomos. Os átomos se ligam covalentemente a outros átomos para ganhar mais estabilidade, o que é obtido pela formação de uma camada eletrônica completa.

Ao compartilhar seus elétrons mais externos (valência), os átomos podem preencher sua camada externa com elétrons e ganhar estabilidade.

Figura 4: Diagrama de Lewis da ligação covalente da molécula de nitrogênio

Embora se diga que os átomos compartilham elétrons quando formam ligações covalentes, eles geralmente não compartilham elétrons igualmente. Somente quando dois átomos do mesmo elemento formam uma ligação covalente os elétrons compartilhados são realmente compartilhados igualmente entre os átomos.

Quando átomos de diferentes elementos compartilham elétrons por meio de ligações covalentes, o elétron será atraído ainda mais em direção ao átomo com a maior eletronegatividade, resultando em uma ligação covalente polar.

Quando comparados aos compostos iônicos, os compostos covalentes geralmente têm um ponto de fusão e ebulição mais baixo e têm menos tendência a se dissolver em água.

Os compostos covalentes podem estar no estado gasoso, líquido ou sólido e não conduzem bem eletricidade ou calor.

Ligações de hidrogênio

Figura 5: ligações de hidrogênio entre duas moléculas de água

As ligações de hidrogênio ou ligações de hidrogênio são interações fracas entre um átomo de hidrogênio ligado a um elemento eletronegativo com outro elemento eletronegativo.

Em uma ligação covalente polar que contém hidrogênio (por exemplo, uma ligação OH em uma molécula de água), o hidrogênio terá uma leve carga positiva porque os elétrons da ligação são puxados com mais força para o outro elemento.

Devido a esta leve carga positiva, o hidrogênio será atraído por quaisquer cargas negativas vizinhas.

Links para Van der Waals

Eles são forças elétricas relativamente fracas que atraem moléculas neutras umas às outras em gases, em gases liquefeitos e solidificados e em quase todos os líquidos orgânicos e sólidos.

As forças foram nomeadas em homenagem ao físico holandês Johannes Diderik van der Waals, que em 1873 postulou pela primeira vez essas forças intermoleculares no desenvolvimento de uma teoria para explicar as propriedades dos gases reais.

Forças de Van der Waals é um termo geral usado para definir a atração de forças intermoleculares entre as moléculas.

Existem duas classes de forças de Van der Waals: as Forças de Dispersão de Londres, que são forças dipolo-dipolo mais fortes.

Referências

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