A nossa série de posts sobre as ligações químicas continua! Hoje vamos falar sobre as ligações covalentes no nosso cotidiano.

Em um dia de calor, nada melhor do que tomar uma água bem gelada, não acha?

As ligações covalentes no nosso cotidiano.

Por falar em água, você sabia que o tipo de ligação química que mantém os dois átomos de hidrogênio e o oxigênio unidos, é a ligação covalente? Independente da sua resposta, leia até o final dessa postagem, pois tenho certeza que, o que vamos lhe apresentar será muito importante para o seu aprendizado. E aí, preparado pra reagir?

Ligações Iônicas X Ligações Covalentes

Na nossa última postagem, falamos sobre os compostos iônicos (caso você não tenha lido, clique aqui, e creio que você compreendeu que a ligação iônica ocorre entre íons. Demonstrei a reação entre o sódio e o cloro, para que você percebesse que nesse processo de transformação, o sódio “perdeu” elétrons para o cloro (2 Na0 → 2 Na+ + 2 e), que por sua vez, “ganhou” esses elétrons (Cl2(g) + 2 e →  2 Cl).

Reação Global: 2 Na(s) + Cl2(g) →  2 NaCl(s)

Agora, gostaria que você observasse a reação abaixo:

2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l)

Essa reação, muito embora seja um pouco parecida com a que demonstrei anteriormente, revela uma diferença (dentre outras existentes) relevante para a nossa discussão: a questão da ligação covalente, presente no produto formado. 

Na ligação covalente, teremos algo bastante diferente: os átomos vão compartilhar esses elétrons, ao invés de ocorrer a “perda ou ganho”, como anteriormente falamos.

No geral, observamos a ligação iônica ocorrendo entre metais e não metais. Na ligação covalente, observamos a interação acontecendo entre ametais, ametais e hidrogênio, ou entre hidrogênios. Essa dica que lhe dou, é uma dica bem geral, tá? Há vários casos específicos, que não quero me aprofundar agora. Deixemos para outra oportunidade.

Além da forma como a ligação ocorre, e tipos de elementos envolvidos, as propriedades dos compostos em que os átomos estão unidos através de ligações covalentes (os compostos moleculares), são bastante variáveis, não sendo tão previsíveis quanto a dos compostos iônicos. Há fatores envolvidos, como: a orientação espacial dos átomos, polaridade da molécula e o tipo de interação entre moléculas; que vão gerar uma diversidade quanto às suas características.

Por isso estamos dividindo esse artigo em duas partes.

Algumas Moléculas Diatômicas Famosas

Você sabia que o ar é composto majoritariamente pelos gases N2 (cerca de 78%) e O2 (cerca de 20%)? Além disso, você sabia que a reação entre os gases H2 e O2 resulta em água?

Eu já estava me esquecendo: já demonstrei essa reação anteriormente…

Vamos direto ao ponto? 

Utilizando de uma representação denominada fórmula estrutural, quero analisar com você, as ligações existentes nas moléculas diatômicas citadas: H2, O2 e N2

Cada traço representado entre os átomos, possui um significado importante: há um compartilhamento de elétrons. Esse compartilhamento de elétrons, faz com que os átomos alcancem a estabilidade. Logo abaixo, vou fazer a representação dessas três moléculas, demonstrando os elétrons de valência de cada átomo. Esse tipo de representação chamamos de fórmula de Lewis:

Antes da ligação acontecer, o número de elétrons na camada de valência para o H, O e N, era de 1, 6 e 5, respectivamente. Após o compartilhamento, cada átomo de H passa a ter 2 elétrons na última camada, e o O e N alcançam o octeto.

Podemos dizer que na molécula de H2 há uma ligação covalente simples, enquanto no O2 há uma ligação dupla, e no N2 a ligação é tripla.

Mas eu tinha mencionado a água. Como seria a estrutura dessa molécula?

Água e as suas ligações covalentes no cotidiano

Sabemos que a água possui fórmula molecular H2O. Nesse caso, poderíamos pensar no seguinte problema: a ordem dos átomos na estrutura seria “H – O – H” ou “H – H – O”?

Para resolver esse problema, basta identificarmos que na organização “H – H – O” o hidrogênio localizado no meio está fazendo mais ligações do que é esperado, e o oxigênio ainda não alcançou o octeto.

Viu como é simples?

Agora que já sabemos que a organização será “H – O – H”, vamos ver a sua estrutura? Na imagem logo abaixo, já coloquei a fórmula estrutural e a fórmula de Lewis 😀

A Teoria da Repulsão dos Pares Eletrônicos da Camada de Valência

Provavelmente você ficou com a seguinte dúvida: porque você não representou a estrutura da água da maneira como você escreveu no texto, ou seja, “H – O – H”, mas sim, colocou uma “curvatura” na estrutura?

Para responder isso, precisamos considerar uma teoria chamada “Teoria da Repulsão dos Pares Eletrônicos da Camada de Valência (sigla TRPECV)”, que se por acaso você nunca ouviu falar disso, logo abaixo estou escrevendo de uma forma bem simples e resumida, pra você entender. Observe:

Quando um átomo que não está na extremidade de uma molécula, apresenta par(es) de elétrons em sua camada de valência, que não estão participando de ligações, haverá uma REPULSÃO dessas ligações”

Não sei se você percebeu, mas o oxigênio apresenta 2 pares de elétrons que não estão participando de ligações. Se você não percebeu, veja a fórmula de Lewis. 

Por isso que a estrutura da água é daquela forma que representei, fazendo uma espécie de “curvatura”, ao invés de ser tudo reto. Dizemos que essa orientação espacial corresponde a uma geometria molecular do tipo angular.

Há diversos tipos de geometria molecular, tá? A geometria angular é uma delas.

Mas uma pergunta que poderia surgir, seria:

“Isso quer dizer que sempre que uma molécula apresentar 3 ou mais átomos, sempre teremos a repulsão acontecendo?”

E a minha resposta é: NÃO!

Já que estou dando ênfase no “sempre”, segue a dica:

Sempre que tiver 3 ou mais átomos, veja se o átomo que não está na extremidade, apresenta a condição para ocorrer a repulsão.

Vou citar um exemplo de molécula que possui 3 átomos e não apresentará repulsão, antes que você me pergunte: veja a fórmula estrutural do dióxido de carbono (CO2):

O = C = O

O carbono, que é o átomo que nos interessa nesse caso, não apresenta par de elétrons disponíveis. Mesmo a gente sabendo que cada oxigênio apresenta 2 pares disponíveis, nesse caso, o oxigênio está na extremidade. Então ele não nos interessa aqui!

Já que não haverá repulsão, a molécula de dióxido de carbono apresentará esse padrão em linha, conforme eu representei. Chamamos esse padrão em linha, de geometria molecular do tipo linear.

 Até agora você viu dois tipos de geometria molecular: a geometria linear e angular.

Você também viu que criar generalizações nesse conteúdo pode ser um pouco perigoso. Já imaginou se eu falasse pra você que toda molécula que apresenta 3 átomos será de geometria linear?

A Influência da Geometria Molecular

Pode não parecer, mas a geometria molecular é muito importante, quando pensamos nos compostos moleculares. Ainda não falei de todos os tipos de geometria, mas pensando em uma aplicação prática disso, vou lhe dar um exemplo fácil de imaginar. Observe:

O que aconteceria se a água fosse desse jeito: 

“H – O – H”, ou seja, de geometria linear?

Resposta: ela seria completamente diferente de como conhecemos, começando pelo seu estado físico em condições ambientes, que sem sombra de dúvidas seria o estado gasoso.

Além disso, a água, que também é bastante conhecida como solvente polar, não seria polar, mas sim, apolar.

Complexo, não?

Mas calma, vou escrever a segunda parte desse nosso bate-papo para gente entender mais sobre as ligações covalentes no cotidiano, falando sobre essa questão de polaridade e outras características. Mas antes de prosseguirmos, que tal aprendermos como montar as estruturas das moléculas, e identificar o tipo de geometria molecular?

Mas calma, vou escrever a segunda parte desse nosso bate-papo, falando sobre essa questão de polaridade e outras características. Mas antes de prosseguirmos, que tal aprendermos como montar as estruturas das moléculas, e identificar o tipo de geometria molecular?

Como vou precisar desse conhecimento no nosso próximo bate-papo, precise que você assista algumas aulas minhas sobre esses tópicos.

E aí, o texto te ajudou a entender as Ligações Covalentes no cotidiano? Aguarde a segunda parte!

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