#Química - Volume 1 (2016) - Martha Reis
9 Polaridade da ligação covalente Quando dois átomos compartilham elétrons em uma ligação covalente, essa ligação pode ser apolar ou polar, de acordo com a diferença de eletronegatividade entre os átomos, como mostra o quadro a seguir: As ilustrações estão fora de escala. Cores fantasia. Tipo de ligação Apolar Polar Características Ocorre entre átomos do mesmo elemento químico, que consequentemente não apresentam diferença de eletronegatividade. Nesse caso, os pares de elétrons compartilhados ficam distribuídos igualmente entre os dois átomos que não adquirem caráter parcial (δ 0 ). A ligação que se estabelece é 100% covalente (apolar). Ocorre entre átomos de elementos químicos diferentes, ou seja, com diferentes eletronegatividades. Nesse caso, o átomo mais eletronegativo exerce uma atração sobre os pares de elétrons compartilhados, adquirindo um caráter parcial negativo (δ 2 ). Consequentemente, o átomo menos eletronegativo adquire um caráter parcial positivo (δ 1 ). A ligação que se estabelece é covalente polar. Exemplo Molécula de H 2 (g) Molécula de HC,(g) ß 0 ß 0 d 11 H H H d21 C, Ilustrações: Banco de imagens/ Arquivo da editora também é possível que uma molécula apresente ligações polares e ligações apolares. É o que ocorre, por exemplo, no peróxido de hidrogênio, H 2 O 2 . ligação polar H O O H ligação apolar Note que o caráter parcial (negativo ou positivo) de um átomo obtido pelo deslocamento de elétrons na molécula é diferente da carga elétrica de um íon simples, que apresenta um número de elétrons maior ou menor do que o número de prótons. Se considerarmos o fenômeno das liga ções químicas sob o aspecto da eletronegatividade dos átomos, podemos concluir: Aumentando a diferença de eletro ne gatividade entre dois átomos, o caráter da ligação passa pro gres sivamente de 100% covalente para covalente polar, até chegar a acentuadamente iônico, ou seja, em que o composto é formado por íons. Lembre-se de que não podemos atribuir um único caráter ou carga parcial (d) a determinado átomo, pois isso varia conforme a combinação de átomos ligados. Por exemplo, o hidrogênio, na molécula de H 2 , possui caráter zero (d 0 ) e, na molécula de HC,, possui caráter 11 (d 11 ). Ligações covalentes e forças intermoleculares 211
predominantemente covalente predominantemente iônico ≠ E2 % Ci 0,1 0,5 0,2 1 0,3 2 0,4 4 0,5 6 0,6 9 0,7 12 0,8 15 0,9 19 1,0 22 1,1 26 1,2 30 1,3 34 1,4 39 1,5 43 1,6 47 ≠ E2 % Ci 1,7 51 1,8 55 1,9 59 2,0 63 2,1 67 2,2 70 2,3 74 2,4 76 2,5 79 2,6 82 2,7 84 2,8 86 2,9 88 3,0 89 3,1 91 3,2 92 Fonte: AtKINS, Peter; JONES, Loretta. Princípios de Química: questionando a vida moderna. São Paulo: Bookman, 2006. O quadro na coluna ao lado mostra as possíveis diferenças de eletronegatividade (Þ E2) entre dois átomos e a percentagem de caráter covalente ou iônico (% Ci) que corresponde a cada ligação. • Se a diferença de eletronegatividade entre dois átomos for menor ou igual a 1,6, a ligação entre eles será predominantemente covalente. Exemplos: CO 2 (eletronegatividades: O 5 3,5 e C 5 2,5) 3,5 2 2,5 5 1,0 (%Ci 5 22%; predominantemente covalente) H 2 O (eletronegatividades: O 5 3,5 e H 5 2,1) 3,5 2 2,1 5 1,4 (%Ci 5 39%; predominantemente covalente) NH 3 (eletronegatividades: N 5 3,0 e H 5 2,1) 3,0 22,1 5 0,9 (%Ci 5 19%; predominantemente covalente) • Se for maior que 1,6, a ligação será acentuadamente iônica. Exemplos: NaC, (eletronegatividades: C, 5 3,0 e Na 5 1,0) 3,0 2 1,0 5 2,0 (%Ci 5 63%; predominantemente iônico) LiF (eletronegatividades: F 5 4,0 e Li 5 1,0) 4,0 2 1,0 5 3,0 (%Ci 5 89%; predominantemente iônico) PbO 2 : (eletronegatividades: O 5 3,5 e Pb 5 1,7) 3,5 – 1,7 5 1,8 (%Ci 5 55%; predominantemente iônico) 10 Geometria molecular O fato de uma molécula apresentar ligações covalentes polares não significa que ela será polar, pois essa característica depende também da geometria da molécula, ou seja, da forma que seus átomos se organizam no espaço. Identificar uma molécula como polar ou apolar é importante, já que essa característica influi de maneira decisiva nas pro priedades da subs tância, como temperatura de fusão, de ebulição, solubi lidade, dureza, etc. Veremos a seguir a dedução da geometria de moléculas que possuem um átomo central (que se encontra ligado a todos os demais átomos da molécula) pelo modelo da repulsão de pares de elétrons na camada de valência (RPECV). Esse modelo foi aperfeiçoado, em 1957, por dois químicos: o francês R. J. Gillespie (1924-) e o inglês R. S. Nyholm (1917-1971), com base na teoria de Sidgwick-Powell, desenvolvida em 1940, sobre a geometria das moléculas. O modelo RPECV tem como base: • o número de átomos das moléculas; • as ligações do átomo central, ou seja, o átomo que está ligado a todos os outros átomos da molécula; e • se o átomo central possui ou não pares de elétrons disponíveis, isto é, que não estão envolvidos em nenhuma ligação química. O quadro a seguir apresenta um resumo dos principais casos de geometria molecular. 212 Capítulo 8
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9 Polaridade da ligação covalente<br />
Quando dois átomos compartilham elétrons em uma ligação covalente,<br />
essa ligação pode ser apolar ou polar, de acordo com a diferença de eletronegatividade<br />
entre os átomos, como mostra o quadro a seguir:<br />
As ilustrações<br />
estão fora de<br />
escala. Cores<br />
fantasia.<br />
Tipo de ligação Apolar Polar<br />
Características<br />
Ocorre entre átomos do mesmo elemento<br />
químico, que consequentemente não<br />
apresentam diferença de eletronegatividade.<br />
Nesse caso, os pares de elétrons<br />
compartilhados ficam distribuídos<br />
igualmente entre os dois átomos que não<br />
adquirem caráter parcial (δ 0 ). A ligação que<br />
se estabelece é 100% covalente (apolar).<br />
Ocorre entre átomos de elementos químicos diferentes,<br />
ou seja, com diferentes eletronegatividades. Nesse caso,<br />
o átomo mais eletronegativo exerce uma atração sobre<br />
os pares de elétrons compartilhados, adquirindo um<br />
caráter parcial negativo (δ 2 ).<br />
Consequentemente, o átomo menos eletronegativo<br />
adquire um caráter parcial positivo (δ 1 ).<br />
A ligação que se estabelece é covalente polar.<br />
Exemplo<br />
Molécula de H 2<br />
(g)<br />
Molécula de HC,(g)<br />
ß 0 ß 0<br />
d 11<br />
H H<br />
H<br />
d21<br />
C,<br />
Ilustrações: Banco de imagens/<br />
Arquivo da editora<br />
também é possível que uma molécula apresente ligações polares e ligações<br />
apolares. É o que ocorre, por exemplo, no peróxido de hidrogênio, H 2<br />
O 2<br />
.<br />
ligação polar<br />
H<br />
O O<br />
H<br />
ligação apolar<br />
Note que o caráter parcial (negativo ou positivo) de um átomo obtido pelo<br />
deslocamento de elétrons na molécula é diferente da carga elétrica de um íon<br />
simples, que apresenta um número de elétrons maior ou menor do que o número<br />
de prótons.<br />
Se considerarmos o fenômeno das liga ções químicas sob o aspecto da eletronegatividade<br />
dos átomos, podemos concluir:<br />
Aumentando a diferença de eletro ne gatividade entre dois átomos,<br />
o caráter da ligação passa pro gres sivamente de 100% covalente<br />
para covalente polar, até chegar a acentuadamente iônico, ou seja,<br />
em que o composto é formado por íons.<br />
Lembre-se de que não podemos atribuir um único caráter ou carga parcial<br />
(d) a determinado átomo, pois isso varia conforme a combinação de átomos<br />
ligados.<br />
Por exemplo, o hidrogênio, na molécula de H 2<br />
, possui caráter zero (d 0 ) e, na<br />
molécula de HC,, possui caráter 11 (d 11 ).<br />
Ligações covalentes e forças intermoleculares 211