7.10: Resumo

7.1 Ligação iônica

Os átomos ganham ou perdem elétrons para formar íons com configurações eletrônicas particularmente estáveis. As cargas dos cátions formados pelos metais representativos podem ser determinadas prontamente porque, com poucas exceções, as estruturas eletrônicas desses íons têm uma configuração de gás nobre ou uma camada de elétrons completamente preenchida. As cargas dos ânions formados pelos não metais também podem ser facilmente determinadas porque esses íons se formam quando átomos não metálicos ganham elétrons suficientes para preencher suas camadas de valência.

7.2 Ligação covalente

Ligações covalentes se formam quando os elétrons são compartilhados entre os átomos e são atraídos pelos núcleos de ambos os átomos. Em ligações covalentes puras, os elétrons são compartilhados igualmente. Nas ligações covalentes polares, os elétrons são compartilhados de forma desigual, pois um átomo exerce uma força de atração mais forte sobre os elétrons do que o outro. A capacidade de um átomo de atrair um par de elétrons em uma ligação química é chamada de eletronegatividade. A diferença na eletronegatividade entre dois átomos determina o quão polar será uma ligação. Em uma molécula diatômica com dois átomos idênticos, não há diferença na eletronegatividade, então a ligação é não polar ou covalente pura. Quando a diferença de eletronegatividade é muito grande, como é o caso entre metais e não metais, a ligação é caracterizada como iônica.

7.3 Símbolos e estruturas de Lewis

As estruturas eletrônicas de valência podem ser visualizadas desenhando símbolos de Lewis (para átomos e íons monoatômicos) e estruturas de Lewis (para moléculas e íons poliatômicos). Pares solitários, elétrons não pareados e ligações simples, duplas ou triplas são usados para indicar onde os elétrons de valência estão localizados ao redor de cada átomo em uma estrutura de Lewis. A maioria das estruturas, especialmente aquelas que contêm elementos da segunda fila, obedece à regra do octeto, na qual cada átomo (exceto H) é cercado por oito elétrons. Exceções à regra do octeto ocorrem para moléculas de elétrons ímpares (radicais livres), moléculas deficientes em elétrons e moléculas hipervalentes.

7.4 Cargas formais e ressonância

Em uma estrutura de Lewis, cargas formais podem ser atribuídas a cada átomo tratando cada ligação como se metade dos elétrons estivesse atribuída a cada átomo. Essas acusações formais hipotéticas são um guia para determinar a estrutura de Lewis mais apropriada. É preferível uma estrutura na qual as cobranças formais sejam tão próximas de zero quanto possível. A ressonância ocorre nos casos em que duas ou mais estruturas de Lewis com arranjos idênticos de átomos, mas diferentes distribuições de elétrons podem ser escritas. A distribuição real dos elétrons (o híbrido de ressonância) é uma média da distribuição indicada pelas estruturas individuais de Lewis (as formas de ressonância).

7.5 Pontos fortes das ligações iônicas e covalentes

A força de uma ligação covalente é medida pela energia de dissociação da ligação, ou seja, a quantidade de energia necessária para quebrar essa ligação específica em um mol de moléculas. Ligações múltiplas são mais fortes do que ligações simples entre os mesmos átomos. A entalpia de uma reação pode ser estimada com base na entrada de energia necessária para romper ligações e na energia liberada quando novas ligações são formadas. Para ligações iônicas, a energia da rede é a energia necessária para separar um mol de um composto em seus íons da fase gasosa. A energia da rede aumenta para íons com cargas mais altas e distâncias menores entre os íons. As energias da rede são frequentemente calculadas usando o ciclo Born-Haber, um ciclo termoquímico que inclui todas as etapas energéticas envolvidas na conversão de elementos em um composto iônico.

7.6 Estrutura molecular e polaridade

A teoria VSEPR prevê o arranjo tridimensional dos átomos em uma molécula. Ele afirma que os elétrons de valência assumirão uma geometria de par de elétrons que minimiza as repulsões entre áreas de alta densidade de elétrons (ligações e/ou pares solitários). A estrutura molecular, que se refere apenas à colocação de átomos em uma molécula e não aos elétrons, é equivalente à geometria do par de elétrons somente quando não há pares de elétrons solitários ao redor do átomo central. Um momento de dipolo mede a separação da carga. Para uma ligação, o momento do dipolo da ligação é determinado pela diferença na eletronegatividade entre os dois átomos. Para uma molécula, o momento geral de dipolo é determinado pelos momentos de ligação individuais e pela forma como esses dipolos são organizados na estrutura molecular. As moléculas polares (aquelas com um momento dipolar apreciável) interagem com os campos elétricos, enquanto as moléculas não polares não.