Características de ligação covalente, propriedades, tipos e exemplos

O ligações covalentes eles são um tipo de união entre átomos que formam moléculas através do compartilhamento de pares de elétrons. Essas ligações, que representam um equilíbrio bastante estável entre cada espécie, permitem que cada átomo atinja a estabilidade de sua configuração eletrônica.

Esses links são formados em versões simples, duplas ou triplas e possuem caracteres polares e não polares. Átomos podem atrair outras espécies, permitindo a formação de compostos químicos. Essa união pode ocorrer por forças diferentes, gerando uma atração fraca ou forte, ou caracteres iônicos ou por troca de elétrons.

As ligações covalentes são consideradas uniões "fortes". Ao contrário de outras ligações fortes (ligações iónicas), covalente ocorrem frequentemente em átomos não metálicos e têm afinidades semelhantes qual os electrões (eletronegatividades semelhantes), fazendo com que as ligações covalentes são fracos e requerem menos energia para quebrar.

Neste tipo de ligação que é normalmente aplicada chamada regra do octeto para estimar o número de átomos partilhada: Esta regra estabelece que cada átomo de uma molécula requer oito electrões de valência de ser estável. Através da partilha, estes devem conseguir a perda ou ganho de elétrons entre as espécies.

Índice

• 1 caraterísticas
  • 1.1 Ligação covalente não polar
  • 1.2 Ligação covalente polar
• 2 Imóveis
  • 2.1 Regra do octeto
  • 2.2 Ressonância
  • 2.3 Aromaticidade
• 3 Tipos de ligações covalentes
  • 3.1 Link simples
  • 3,2 ligação dupla
  • 3,3 ligação tripla
• 4 exemplos
• 5 referências

Características

As ligações covalentes são afetadas pela propriedade eletronegativa de cada um dos átomos envolvidos na interação dos pares de elétrons; quando você tem um átomo com uma eletronegatividade consideravelmente maior que a do outro átomo na união, uma ligação covalente polar será formada.

No entanto, quando ambos os átomos têm uma propriedade eletronegativa similar, uma ligação covalente não polar será formada. Isso acontece porque os elétrons das espécies mais eletronegativas estarão mais ligados a este átomo do que no caso dos menos eletronegativos.

Vale a pena notar que nenhuma ligação covalente é totalmente igual, a menos que os dois átomos envolvidos sejam idênticos (e, portanto, tenham a mesma eletronegatividade).

O tipo de ligação covalente depende da diferença de electronegatividade entre espécies, em que um valor entre 0 e 0,4 resulta numa ligação não-polar, e uma diferença de 0,4 a 1,7 resulta numa ligação polar (o ligações iônicas aparecem a partir de 1.7).

Ligação covalente não polar

A ligação covalente não polar é gerada quando os elétrons são igualmente compartilhados entre os átomos. Isso geralmente ocorre quando os dois átomos têm uma afinidade eletrônica similar ou igual (mesma espécie). Quanto mais semelhantes forem os valores de afinidade eletrônica entre os átomos envolvidos, mais forte será a atração resultante.

Isso geralmente ocorre em moléculas de gás, também conhecidas como elementos diatômicos. As ligações covalentes não polares trabalhar com a mesma natureza que o polar (omo de maior electronegatividade mais atrair fortemente electrões a ou electrões de um outro átomo).

No entanto, nas moléculas diatômicas, as eletronegatividades são canceladas porque são as mesmas e resultam em uma carga zero.

As ligações não-polares são cruciais na biologia: elas ajudam a formar as ligações de oxigênio e peptídeos que são observadas nas cadeias de aminoácidos. Moléculas com alta quantidade de ligações não-polares são geralmente hidrofóbicas.

Ligação covalente polar

A ligação covalente polar ocorre quando há um compartilhamento desigual de elétrons entre as duas espécies envolvidas na união. Nesse caso, um dos dois átomos tem uma eletronegatividade consideravelmente maior que o outro e, por essa razão, atrairá mais elétrons da união.

A molécula resultante terá um lado ligeiramente positivo (um ter electronegatividade inferior), e um ligeiramente negativa (com esse átomo com maior electronegatividade). Ele também terá um potencial eletrostático, dando ao composto a capacidade de se ligar fracamente a outros compostos polares.

As ligações polares mais comuns são aquelas de hidrogênio com átomos mais eletronegativos para formar compostos como água (H₂O)

Propriedades

Nas estruturas das ligações covalentes, uma série de propriedades que estão envolvidas no estudo dessas uniões são levadas em conta e ajudam a entender esse fenômeno de compartilhamento de elétrons:

Regra do octeto

A regra do octeto foi formulada pelo físico e químico americano Gilbert Newton Lewis, embora houvesse cientistas que estudaram isso antes dele.

É uma regra do polegar, que reflecte a observação de que os átomos de elementos representativos são geralmente combinados de modo que cada átomo atinge oito electrões na sua camada de valência, levando a ter uma configuração de electrões semelhantes gases nobres. Os diagramas ou estruturas de Lewis são usados ​​para representar essas junções.

Há exceções a esta regra, como por exemplo em espécies com uma camada de valência incompleta (moléculas com sete elétrons como CH₃e espécies reativas de seis elétrons como BH₃); isso também acontece em átomos com muito poucos elétrons, como hélio, hidrogênio e lítio, entre outros.

Ressonância

Ressonância é uma ferramenta usada para representar estruturas moleculares e representar elétrons deslocalizados onde as ligações não podem ser expressas com uma única estrutura de Lewis.

Nestes casos, os elétrons devem ser representados com várias estruturas "contribuintes", chamadas estruturas ressonantes. Em outras palavras, ressonância é o termo que sugere o uso de duas ou mais estruturas de Lewis para representar uma molécula particular.

Este conceito é completamente humano, e não há uma ou outra estrutura da molécula em um dado momento, mas pode existir em qualquer versão disso (ou ao todo) ao mesmo tempo.

Além disso, as estruturas contribuintes (ou ressonantes) não são isômeros: somente a posição dos elétrons pode diferir, mas não os núcleos do átomo.

Aromático

Este conceito é usado para descrever uma molécula cíclica e plana com um anel de ligações ressonantes que exibem maior estabilidade do que outros arranjos geométricos com a mesma configuração atômica.

As moléculas aromáticas são muito estáveis, porque elas não se quebram facilmente ou geralmente reagem com outras substâncias. Em benzeno, o composto aromático protótipo, ligações conjugadas pi (π) são formadas em duas estruturas ressonantes diferentes, que formam um hexágono com alta estabilidade.

Ligação Sigma (σ)

É o elo mais simples, no qual dois orbitais "s" se juntam. Os laços Sigma são apresentados em todas as ligações covalentes simples, e também podem ocorrer em orbitais "p", enquanto estes estão olhando um para o outro.

Link pi (π)

Este link é entre dois orbitais "p" que estão em paralelo. Eles estão unidos lado a lado (diferentemente do sigma, que se une face a face) e formam áreas de densidade eletrônica acima e abaixo da molécula.

Ligações covalentes duplas e triplas envolvem uma ou duas ligações pi, e estas dão à molécula uma forma rígida. Links pi são mais fracos que sigma, já que há menos sobreposição.

Tipos de ligações covalentes

As ligações covalentes entre dois átomos podem ser formadas por um par de elétrons, mas também podem ser formadas por dois ou até três pares de elétrons, de modo que serão expressas como ligações simples, duplas e triplas, representadas por diferentes tipos de elétrons. junções (links sigma e pi) para cada um.

Os elos simples são os mais fracos e os triplos os mais fortes; Isso acontece porque os triplos são aqueles com o menor comprimento de link (maior atração) e a maior energia de link (eles exigem mais energia para quebrar).

Link simples

É o compartilhamento de um único par de elétrons; isto é, cada átomo envolvido compartilha um único elétron. Essa união é a mais fraca e envolve uma única ligação sigma (σ). É representado com uma linha entre os átomos; por exemplo, no caso da molécula de hidrogênio (H₂):

H-H

Link duplo

Nesse tipo de ligação, dois pares compartilhados de elétrons formam ligações; isto é, quatro elétrons são compartilhados. Esse link envolve um link sigma (σ) e um pi (π) e é representado por dois traços; por exemplo, no caso do dióxido de carbono (CO₂):

O = C = O

Ligação tripla

Essa ligação, a mais forte que existe entre as ligações covalentes, ocorre quando os átomos compartilham seis elétrons ou três pares, em um sigma de união (σ) e dois pi (π). É representado com três faixas e pode ser observado em moléculas como o acetileno (C₂H₂):

H-C≡C-H

Finalmente, as ligações quádruplas foram observadas, mas são raras e limitam-se principalmente a compostos metálicos, como o acetato de cromo (II) e outros.

Exemplos

Para links simples, o caso mais comum é o hidrogênio, como pode ser visto abaixo:

O caso de uma ligação tripla é o dos nitrogênios no óxido nitroso (N₂O), como visto abaixo, com os links sigma e pi visíveis:

Referências

1. Chang, R. (2007). Química (9a ed). McGraw-Hill.
2. Libretos de Chem. (s.f.) Retirado de chem.libretexts.org
3. Anne Marie Helmenstine, P. (s.f.). Retirado de thoughtco.com
4. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S. L., Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Biologia Celular Molecular. Nova Iorque: W. H. Freeman.
5. Wikiversidade (s.f.) Obtido em en.wikiversity.org