Ligações Químicas - Ligação Iônica
GASES NOBRES
Os gases nobres são muito pouco reativos, pois se encontram naturalmente estáveis. Isto porque os gases nobres apresentam:
Estas propriedades devem-se à distribuição eletrônica destas espécies químicas.
2He -1s2
10Ne -1s2
18Ar - 1s2 2s2 2p6
36Kr - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10
54Xe - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 4d10
86Rn - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 4f14 5d10
Observe que exceto o He, que apresenta distribuição 1s2, os demais gases nobres apresentam 8 elétrons na camada de valência.
A partir do estudo da distribuição eletrônica dos átomos neutros, Willian Kossel e Gilbert Newton Lewis, por volta de 1920, desenvolveram a a Teoria do Octeto:
Um átomo, para alcançar a estabilidade, adquire a configuração eletrônica igual à de um gás nobre, ou seja, com 8 elétrons na camada de valência, ou igual à do He, com distribuição igual a 1s2 (2 elétrons na camada K).
Portanto, um átomo para ficar estável (alcançar a estabilidade) ganha, perde ou compartilha elétrons. Nesse processo, surgem as ligações químicas.
Valência - é o número de ligações químicas feitas para alcançar a estabilidade.
Observação:
A Teoria do Octeto explica a formação de várias substâncias, mas apenas quando envolvem os elementos representativos (famílias A da Tabela Periódica). Os elementos de transição (famílias B), na maioria dos casos, não obedecem à Teoria do Octeto.
LIGAÇÃO IÔNICA
(Eletrovalente ou Heteropolar)
A ligação iônica, também denominada eletrovalente ou heterovalente, ocorre entre átomos que apresentam baixa energia de ionização e alta eletropositividade, ou seja, que apresentam grande tendência em perder elétrons (metais) e átomos de alta eletronegatividade e alta afinidade eletrônica, ou seja, que apresentam grande tendência de receber elétrons (não metais e hidrogênio).
Resumindo
Ligação Iônica |
Metal + não metal |
Metal + hidrogênio |
Metais 4 elétrons (geralmente 1, 2 ou 3 elétrons) na camada valência. Para alcançar a estabilidade, os metais perdem todos os elétrons da camada de valência, formando cátions.
Não Metais 4 elétrons (geralmente 5, 6 ou 7 elétrons) na camada de valência. Para alcançar a estabilidade, os não metais recebem os elétrons necessários para obter 8 elétrons na camada de valência; com isso, formam ânions.
Hidrogênio (1H) -> 1s1
Para alcançar a estabilidade, o átomo de hidrogênio precisa receber um elétron, adquirindo a distribuição eletrônica semelhante à do Hélio (1s2).
1s1 + 1 elétron 1s2
Os átomos que apresentam 4 elétrons na camada de valência são os da família 4 A da Tabela Periódica:
Exemplos
I - REAÇÃO ENTRE SÓDIO E CLORO
11Na 1s2 2s2 2p6 (3s1 )
metal 1 elétron na camada de valência (3s1 )
O Na perde 1 elétron, formando cátion monovalente:
Na + 1s2 2s2 2p6
O átomo de Na, perdendo o elétron da camada de valência, transforma-se no cátion Na +, com 8 elétrons nessa camada, portanto estável.
17Cl 1s2 2s2 2p6 (3s2 3p5 )
ametal 7 elétrons na camada de valência (3s2 3p5 )
O Cl ganha 1 elétron, formando ânion monovalente:
Cl- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
O átomo de Cl, recebendo 1 elétron na camada de valência, forma o ânion Cl- , estável, com 8 elétrons nessa camada.
O cátion Na+ adquire a distribuição eletrônica do gás nobre Ne e o ânion Cl- , a do argônio(Ar).
Esta representação pode ser feita de forma mais simplificada, pela notação de Lewis, que consiste em representar apenas o símbolo e o número de elétrons da camada de valência de cada átomo participante da ligação.
( representa elétron da camada de valência) |
Apresentando cargas elétricas opostas, cátions e ânions se atraem. Esta atração eletrostática é muito intensa e mantém os íons unidos, constituindo a ligação iônica. O composto formado entre Na e Cl pode ser representado por Na+ Cl- ou apenas NaCl, denominado cloreto de sódio (sal de cozinha).
Cada íon é extremamente pequeno, e uma reação química entre sódio e cloro envolve uma quantidade muito grande de íons Na+ e Cl- fortemente atraídos, formando um aglomerado de íons denominado retículo cristalino.
Atenção!
Um átomo e seu respectivo íon são espécies químicas completamente diferentes.
Sódio (Na) é altamente reativo; em contato com as mãos causa queimaduras; reage facilmente com o ar, sendo por isso, guardado imerso em querosene; reage violentamente com a água podendo causar explosão.
Cloro (Cl) na forma de gás cloro (Cl2) é altamente tóxico, podendo ser letal; foi usado na primeira guerra mundial como arma química.
Cloreto de sódio (Na+ Cl-) formado pelos íons Na+ e Cl-; não é tóxico, fazendo parte da nossa alimentação diária.
Observe que uma mudança aparentemente pequena numa espécie química muda totalmente suas propriedades.
II - REAÇÃO ENTRE MAGNÉSIO E FLÚOR
12Mg1s2 2s2 2p6
9F 1s2
O composto iônico formado é o MgF2
O magnésio (Mg), metal muito utilizado na industria, apresenta brilho característico dos metais, conduz corrente elétrica etc. O cátion Mg2+ tem propriedades diferentes do Mg; está presente, por exemplo, no leite de magnésia [Mg (OH) 2] usado como antiácido e laxante.
O Flúor (F) é altamente reativo. Não é possível, por exemplo, aplicar F2 nos dentes, pois ficariam corroídos. A espécie química que apresenta a propriedade de proteger o esmalte dentário é o ânion do flúor (F-), chamado de fluoreto. Portanto, o correto é dizer: a pasta dental contém fluoreto e não flúor , ou: o dentista vai fazer uma aplicação de fluoreto e não de flúor.
Nesse caso, também, uma mudança aparentemente pequena na espécie química, muda completamente suas características.
Relembrando
Os compostos iônicos são formados pelo aglomerado de uma quantidade enorme de cátions e ânions. A fórmula de cada composto iônico é representada por meio da fórmula mínima e deve ser escrita obedecendo a algumas regras:
1 - Escreve-se o cátion (A+) e, em seguida, o ânion (B-)
2 - O total de elétrons perdidos é sempre igual ao total de elétrons recebidos, portanto a soma das cargas dos íons deve ser igual a zero.
3 - Os índices que indicam o número de cátion e de ânion deve ser representados na parte inferior direita do símbolo, com os menores inteiros possíveis (fórmula mínima).
Regra prática para determinação da fórmula dos compostos iônicos
Exemplos:
Fórmula do composto iônico formado entre potássio 19K e oxigênio 8O