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Características e tipos de links interatômicos
O link interatômico É a ligação química que é formada entre os átomos para produzir moléculas.
Embora hoje em dia os cientistas geralmente concordem que os elétrons não giram em torno do núcleo, ao longo da história pensou-se que cada elétron orbitava em torno do núcleo de um átomo em uma camada separada.
Atualmente, os cientistas chegaram à conclusão de que os elétrons pairam em áreas específicas do átomo e não formam órbitas, no entanto, a camada de valência ainda é usada para descrever a disponibilidade de elétrons.
Linus Pauling contribuiu para a compreensão moderna da ligação química, escrevendo o livro "A natureza do vínculo químico", onde reuniu idéias de Sir Isaac Newton, Étienne François Geoffroy, Edward Frankland e, em particular, Gilbert N. Lewis.
Nele, ele ligou a física da mecânica quântica à natureza química das interações eletrônicas que ocorrem quando as ligações químicas são feitas.
O trabalho de Pauling concentrou-se em estabelecer que as ligações iônicas verdadeiras e as ligações covalentes estão localizadas nas extremidades de um espectro de ligação, e que a maioria das ligações químicas é classificada entre esses extremos.
Pauling também desenvolveu uma escala móvel de tipo de link governada pela eletronegatividade dos átomos envolvidos na ligação.
As imensas contribuições de Pauling para o nosso entendimento moderno das ligações químicas levaram-no a receber o Prêmio Nobel de 1954 por "pesquisas sobre a natureza da ligação química e sua aplicação na elucidação da estrutura de substâncias complexas".
Os seres vivos são compostos de átomos, mas na maioria dos casos, esses átomos não flutuam individualmente. Em vez disso, eles geralmente estão interagindo com outros átomos (ou grupos de átomos).
Por exemplo, os átomos podem ser conectados por fortes ligações e organizados em moléculas ou cristais. Ou eles podem formar laços temporários e fracos com outros átomos que colidem com eles.
Tanto os fortes laços que ligam as moléculas quanto os elos fracos 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 eles tendem a preencher ou preencher suas órbitas de elétrons mais externas.
Eles se juntam a outros átomos para fazer exatamente isso. A força que mantém os átomos juntos em coleções conhecidas como moléculas é conhecida como uma ligação química.
Tipos de ligações químicas interatômicas
Link metálico
A ligação de metal é a força que mantém os átomos juntos em uma substância metálica pura. Tal sólido consiste em átomos firmemente 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 um átomo para outro e não estão associados a nenhum par específico de átomos (Encyclopædia Britannica, 2016).
Os metais têm várias qualidades que são únicas, como a capacidade de conduzir eletricidade, baixa energia de ionização e baixa eletronegatividade (assim, eles facilmente abandonam os elétrons, isto é, 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.
Na década de 1900, Paul Drüde surgiu com a teoria eletrônica 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 (Clark, 2017).
Ligação iônica
As ligações iônicas são de natureza eletrostática. Eles ocorrem quando um elemento com uma carga positiva se une a um carregado negativamente devido a interações coulômbicas.
Elementos com baixa energia de ionização tendem a perder elétrons facilmente, enquanto elementos com alta afinidade eletrônica tendem a ganhar elétrons produzindo cátions e ânions, que formam as ligações iônicas.
Os compostos que apresentam ligações iônicas formam cristais iônicos nos quais os íons de cargas positivas e negativas oscilam próximos uns dos outros, mas nem sempre há uma correlação direta de 1-1 entre os íons positivos e negativos.
Ligações iónicas podem tipicamente ser quebradas através de hidrogenação, ou a adição de água a um composto (Wyzant, Inc., S.F.).
Substâncias que são mantidas juntas por ligações iônicas (como cloreto de sódio) podem comumente ser separadas em íons carregados verdadeiros quando uma força externa age sobre elas, como quando elas se dissolvem em água.
Além disso, na forma sólida, os átomos individuais não são atraídos por um vizinho individual, mas formam redes gigantes que são atraídas umas pelas outras pelas interações eletrostáticas entre o núcleo de cada átomo e os elétrons de valência vizinhos.
A força de atração entre os átomos vizinhos dá aos sólidos iônicos uma estrutura extremamente ordenada conhecida como grade iônica, onde as partículas com carga oposta se alinham entre si para criar uma estrutura rigidamente ligada (Anthony Capri, 2003).
Ligação covalente
A ligação covalente ocorre quando os pares de elétrons são compartilhados pelos átomos. Os átomos serão covalentemente ligados a outros átomos para ganhar mais estabilidade, o que é obtido pela formação de uma camada completa de elétrons.
Ao compartilhar seus elétrons mais externos (valência), os átomos podem preencher sua camada externa de elétrons e ganhar estabilidade.
Embora se diga que os átomos compartilham elétrons quando formam ligações covalentes, eles normalmente não compartilham elétrons igualmente. Somente quando dois átomos do mesmo elemento formam uma ligação covalente, os elétrons compartilhados realmente compartilham igualmente entre os átomos.
Quando os átomos de diferentes elementos compartilham elétrons através da ligação covalente, o elétron será atraído mais para o átomo com a maior eletronegatividade, resultando em uma ligação polar covalente.
Quando comparados com compostos iônicos, os compostos covalentes geralmente têm um ponto de fusão e ebulição mais baixo e têm menos tendência a se dissolver na água.
Os compostos covalentes podem estar em estado gasoso, líquido ou sólido e não conduzem eletricidade ou aquecem bem (Camy Fung, 2015).
Pontes de hidrogênio
Ligações de hidrogênio ou pontes de hidrogênio são interações fracas entre um átomo de hidrogênio ligado a um elemento eletronegativo com outro elemento eletronegativo.
Em uma ligação polar covalente contendo hidrogênio (por exemplo, uma ligação O-H em uma molécula de água), o hidrogênio terá uma leve carga positiva porque os elétrons de ligação são puxados mais fortemente em direção ao outro elemento.
Devido a esta ligeira carga positiva, o hidrogênio será atraído por qualquer carga negativa vizinha (Khan, S.F.).
Links de Van der Waals
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 são nomeadas para o 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 (Encyclopædia Britannica, 2016).
Forças de Van der Waals é um termo geral usado para definir a atração de forças intermoleculares entre moléculas.
Existem dois tipos de forças de Van der Waals: as forças de dispersão de Londres que são forças dipolo-dipolo fracas e fortes (Kathryn Rashe, 2017).
Referências
- Anthony Capri, A. D. (2003). Ligação Química: A Natureza do Elo Químico. Obtido a partir do visionlearning visionlearning.com
- Camy Fung, N. M. (2015, 11 de agosto). Obrigações Covalentes. Retirado de chem.libretexts chem.libretexts.org
- Clark, J. (2017, 25 de fevereiro). Ligação Metálica. Retirado de chem.libretexts chem.libretexts.org
- Enciclopédia Britânica. (2016, 4 de abril). Ligação metálica. Tomado de britannica britannica.com.
- Enciclopédia Britânica. (2016, 16 de março). Forças de Van der Waals. Retirado de britannica britannica.com
- Kathryn Rashe, L. P. (2017, 11 de março). Forças de Van der Waals. Retirado de chem.libretexts chem.libretexts.org.
- Khan, S. (S.F.). Ligações químicas. Extraído de khanacademy khanacademy.org.
- Martinez, E. (2017, 24 de abril). O que é ligação atômica? Extraído de sciencing.com sciencing.com.
- Wyzant, Inc. (S.F.). Obrigações. Retirado de wyzant.com wyzant.com.