LIGAÇÕES QUÍMICAS A grande diversidade de substâncias que existem na natureza deve-se à capacidade de combinação dos átomos de um mesmo elemento ou de elementos diferentes. 1. Por que os átomos se ligam? – TEORIA ELETRÔNICA DE VALÊNCIA Os átomos se ligam com a finalidade de adquirirem maior estabilidade; aliás, este é o princípio mais geral do Universo, ou seja, na Natureza. tudo ocorre no sentido de se maior estabilidade. Toda ligação entre os átomos é acompanhada de uma liberação de energia. Significa que normalmente os átomos são mais estáveis ligados uns aos outros que isolados. Em 1916, o alemão Walter Kossel (1888-1956) assinalou que um átomo é mais estável quando sua última camada apresenta oito elétrons. Criou a teoria da eletrovalência, dando uma nova interpretação à afinidade química dos elementos. Nesse mesmo ano, o norte-americano Gilbert N. Lewis (1875-1946) demonstrou a relação entre o agrupamento de átomos e a configuração eletrônica dos gases nobres. Trabalhando independentemente, Kossel e Lewis chegaram às mesmas conclusões: quanto à estabilidade da última camada de elétrons. Em 1919, o norte-americano Irving Langmuir (1881-1957) ampliou as idéias de Lewis e Kossel e enunciou a teoria do octeto. Provou-se experimentalmente que os gases nobres são elementos quimicamente inertes, pois, em condições normais, são os únicos elementos cujos átomos são encontrados na forma isolada. Então, podese afirmar que os gases nobres apresentam átomos estáveis. O elo comum aos elementos da família dos gases nobres é o fato de apresentarem a última camada com seus orbitais s e p completos. Como todas as propriedades químicas dos elementos estão relacionadas às configurações eletrônicas, os cientistas concluíram que a estabilidade dos gases no estava relacionada ao fato de os átomos desses elementos apresentarem a última camada com seus orbitais s e p completos no estado fundamental. Sendo o Hélio uma exceção, pois possui apenas dois elétrons na camada de valência, possui somente o subnível s completo. Is2 2 2 6 10Ne: ls / 2s 2p 2 2 6 2 6 18Ar: ls / 2s 2p / 3s 3p 2 2 6 2 6 10 2 6 36Kr: ls / 2s 2p / 3s 3p 3d / 4s 4p 2 2 6 2 6 10 2 / 45 4p6 4d10 / 5s2 5p6 54Xe: ls / 2s 2p / 3s 3p 3d 2 2 6 2 6 10 / 452 4p6 4d10 4fl4 / 5s2 5p6 5d10 / 6s2 6p6 86Rn: ls / 2s 2p / 3s 3p 3d 2He:
A teoria de Langmuir afirma, então, que “ Os átomos dos diferentes elementos estabelecem ligações, doando, recebendo ou compartilhando elétrons para adquirir uma configuração eletrônica igual a de um gás nobre no estado fundamental: 8 elétrons no nível de energia mais externo ou, então, 2 elétrons se o nível mais externo for o primeiro.” Embora não seja seguida pela maioria dos elementos e, portanto, não possa ser encarada como uma explicação para o fenômeno das ligações químicas, a regra do octeto é uma “ferramenta“ útil para encontrar teoricamente a fórmula dos compostos mais comuns formados por elementos representativos. Assim, a verdadeira explicação para o fenômeno das ligações é que elas ocorrem com liberação de energia e aumento da estabilidade do sistema.
Quando os átomos estabelecem uma ligação química, ocorre liberação de energia e conseqüente aumento da estabilidade. 2.LIGAÇÕES IÔNICAS A principal característica dos metais é a alta eletropositividade (ou baixa eletronegatividade) e a conseqüente tendência a doar seus elétrons mais externos formando cátions (íons positivos). A tendência de um átomo metálico isolado, porém, é permanecer como está e para retirarmos 1 elétron de seu nível mais externo precisamos gastar uma energia denominada primeira energia de ionização do elemento Exemplo: 1 Na(g) + 8,216. 10-22 kJ de energia Î 1 Na+ + 1 eSe 1 átomo isolado de sódio, Na(g), absorve 8,216 . 10-22 kJ de energia para se transformar no cátion sódio, Na+;, isso significa que ele passa para um estado maior instabilidade. Logo, a tendência de os metais doarem elétrons só se manifesta na presença de átomos que tenham tendência oposta, isto é, de receber elétron, o que leva à formação de íons de cargas opostas que se atraem