Se você acompanhou seu curso de química, encontrou o tópico de ligações químicas entre átomos e moléculas, e talvez você até tenha aprendido os nomes de alguns (que são bem legais, em facto). Mas se alguém pedisse três razões para a formação da ligação química, você poderia ajudar seu amigo curioso?
Existem vários tipos de ligações químicas, como você aprenderá, mas todas as ligações entre os átomos se formam pelo mesmo razão essencial: a oportunidade para os átomos envolvidos completarem suas camadas de elétrons mais externas, ou valência cartuchos. Como muitos átomos de seres vivos constituem, nenhum tipo de átomo (e existem 118 tipos individuais, chamados de elementos) está em seu estado mais confortável enquanto existe sozinho.
Noções básicas do Atom
Todos os átomos têm um ou mais prótons,nêutrons e elétrons, exceto para o hidrogênio, que consiste em um próton e um elétron. O número de prótons e elétrons é igual em átomos neutros e determina sua identidade individual, ou seja, qual elemento cada um deles é.
Como os prótons são carregados positivamente, enquanto os elétrons carregam uma carga negativa igual em magnitude à carga do próton, o átomo em si é neutro, já que os nêutrons, como seu nome, não têm carga. Por outro lado, prótons e nêutrons são muito semelhantes em massa e ocupam o centro do átomo no núcleo. Os elétrons são cerca de 2.000 vezes menos massivos do que os já minúsculos prótons e nêutrons.
Os elétrons são concebidos como flutuando a alguma distância do núcleo em níveis de energia quantizados. Estando nas franjas externas mal definidas dos átomos, eles são as partículas subatômicas que participam da ligação química.
A Classificação de Ligações Químicas
Existem três maneiras básicas (ou quatro, dependendo do seu nível de permissividade) pelas quais os átomos podem formar uma ligação química; exemplos de cada um são fornecidos abaixo.
A ligação covalente: Uma razão pela qual os átomos formam ligações é que eles são capazes de compartilhar elétrons com outros átomos para completar as camadas de valência de ambos. As camadas de valência dos dois elementos mais leves, hidrogênio e hélio, podem conter até dois elétrons; as camadas de valência da maioria dos elementos familiares podem acomodar oito elétrons. Uma molécula de água, H2O, consiste em três átomos e duas ligações H – O covalentes idênticas.
A ligação iônica: Uma segunda razão pela qual os átomos formam ligações é que eles são capazes de doar ou receber elétrons de outros átomos para completar suas respectivas camadas de valência. Essas ligações são geralmente mais fortes do que ligações covalentes por causa da diferença de eletronegatividade entre elas (o ímpeto físico para uma "doação" em vez de um "compartilhamento"). NaCl, ou cloreto de sódio, é um composto iônico.
A ligação metálica: Uma terceira razão pela qual os átomos formam ligações é que em alguns elementos, chamados metais, os elétrons nos átomos na mesma "vizinhança" vagam longe de seus núcleos e se tornam parte de um "mar de elétrons" em que os elétrons de mais alta energia não estão distintamente associados a nenhum dos pais núcleo. Isso ocorre quando o metal é encontrado em sua forma monoatômica, ou seja, ligado apenas a si mesmo; isso é o que se entende por "ouro puro" ou "platina pura".
A ligação de hidrogênio": Átomos de hidrogênio, que em algumas moléculas carregam uma leve carga positiva, podem formar fortes atrações eletrostáticas para átomos carregados negativamente em adjacente moléculas. Isso ocorre em líquidos como a água, onde essas ligações são responsáveis pelo ponto de ebulição incomumente alto da água entre os líquidos leves em temperatura ambiente.
Por que os átomos "desejam" conchas de valência completa?
Em resumo, os átomos ficam mais "confortáveis", ou estabilizados, do ponto de vista da energia pura quando suas camadas de valência estão completas. Embora a analogia seja imperfeita, imagine uma pedra sendo mantida no topo de uma montanha por solo instável.
Embora a rocha possa existir fisicamente neste estado, embora devidamente sustentada por terra e pedras, se tivesse seu "caminho", a gravidade puxaria a rocha em direção à elevação mais baixa disponível para trazer sua energia potencial a um mínimo valor.