Qual é a diferença entre ligações iónicas e covalentes
Todos os pedaços de matéria à sua volta são mantidos juntos por ligações químicas. Por vezes, as ligações químicas são quebradas, como durante uma reacção química, apenas para os átomos se ligarem novamente para formar moléculas diferentes. A energia é sempre libertada para gerar ligações e, da mesma forma, a energia é sempre necessária para quebrar ligações.
Existem dois tipos principais de ligações químicas: iónica e covalente.
O que são ligações iónicas e covalentes?
Os átomos unem-se para formar compostos porque, ao fazê-lo, atingem energias mais baixas do que as que possuem como átomos individuais, tornando-se mais estáveis no processo. Pela Lei de Conservação de Energia, quando uma nova ligação química é formada, a reação química libera uma quantidade de energia (geralmente como calor) quase igual à diferença nas quantidades de energia química armazenada entre os produtos e os reagentes. Esta energia química armazenada do sistema, ou conteúdo de calor, é conhecida como sua entalpia.
Forma-se uma ligação iônica quando dois íons de cargas opostas trocam elétrons entre eles, onde um íon é um átomo que perdeu ou ganhou um elétron. Iões que perdem um ou mais elétrons têm mais prótons que elétrons, o que significa que eles têm uma carga positiva. Tais íons são chamados de cátions (metais). Por outro lado, o ganho de elétrons concede ao íon uma carga negativa. Químicos referem-se a tais íons como ânions (não metais).
Os compostos iônicos são tipicamente neutros. Portanto, os íons se combinam de forma a neutralizar suas cargas.
Um exemplo de um composto iônico é o cloreto de sódio, também conhecido como sal de mesa. Um único átomo de sódio tem 11 prótons e 11 elétrons, mas apenas um único elétron em sua casca externa (ou casca de valência). O cloro é composto por 17 prótons e 17 elétrons, e tem 7 elétrons em sua casca externa. Quando os dois átomos reagem, o sódio (eletropositivo) perde seu elétron de valência para o cloro (eletronegativo). Agora, na estrutura cristalina resultante, cada íon sódio é rodeado por seis íons cloreto e cada íon cloreto é rodeado por seis íons sódio. Além disso, cada íon tem uma casca de elétron completa que corresponde ao gás inerte mais próximo; néon para um íon sódio, argônio para um íon cloreto
Ligações covalentes se formam quando átomos ou íons compartilham elétrons de tal forma que suas cascas externas se tornam ocupadas. As ligações covalentes, também chamadas ligações moleculares, só se formam entre átomos não metálicos com valor de eletronegatividade idêntico ou relativamente próximo. A eletronegatividade, denotada pelo símbolo χ, é uma propriedade química que descreve a tendência de um átomo para atrair um par compartilhado de elétrons (ou densidade de elétrons) para si mesmo.
O número de ligações covalentes que um átomo pode formar é chamado de valência do átomo. Esta propriedade representa os elétrons de um átomo que podem participar na formação de ligações químicas com outros átomos. Eles são os elétrons mais afastados do núcleo.
Um exemplo principal de ligação covalente é a molécula de hidrogênio, que se forma a partir de dois átomos de hidrogênio, cada um com um elétron em sua casca externa. A formação da ligação libera calor; portanto, ela é exotérmica. Para a molécula de hidrogênio, o calor liberado durante sua formação, também conhecida como a mudança de entalpia padrão (ΔH°), é de -435 kJ por molécula. O processo inverso, quebrando a ligação H-H, requer 435 kJ por molécula, uma quantidade chamada força de ligação.
Outro exemplo clássico de uma ligação covalente é o cloreto de hidrogênio (HCl), que é um halogeneto de hidrogênio. O átomo de cloro tem 7 átomos na sua casca exterior, enquanto que o hidrogénio tem 1 electrão na sua casca exterior. Ambos se combinam perfeitamente para que cada átomo preencha as suas conchas de valência, formando uma molécula altamente estável. Agora, a molécula de HCl não irá reagir mais com outros átomos de cloro ou hidrogénio.
Diferenças entre ligações iónicas e covalentes
- As ligações covalentes são muito mais comuns na química orgânica do que as ligações iónicas.
- Em ligações covalentes, os átomos partilham electrões, enquanto que em ligações iónicas os átomos transferem electrões.
- Os componentes de reacção das ligações covalentes são electricamente neutros, enquanto que para as ligações iónicas ambos estão carregados. Isto explica porque o cloreto de sódio (sal) conduz electricidade quando dissolvido – os seus componentes são carregados.
- As ligações iónicas são muito mais fortes que as ligações covalentes.
- As ligações covalentes são muito mais comuns na natureza do que as ligações iónicas. A maioria das moléculas nos seres vivos são ligadas covalentemente, por exemplo.
- As ligações covalentes podem formar-se entre átomos dos mesmos elementos (i.e. H2). Entretanto, ligações iônicas não podem fazer isso.
- Ligações covalentes são formadas entre dois não metais, enquanto ligações iônicas são formadas entre um metal e não metais.
- Moléculas formadas por ligações covalentes têm um ponto de fusão baixo, enquanto aquelas com ligações iônicas têm um ponto de fusão alto. A mesma relação existe para o ponto de ebulição.
- A temperatura ambiente, moléculas ligadas covalentemente são na grande maioria dos casos líquidos ou gases, enquanto que compostos iônicos são sólidos.
Similitudes entre ligações iônicas e covalentes
- Bambos os tipos de ligações levam à formação de compostos químicos estáveis.
- São necessárias reacções exotérmicas (isto é, que libertam calor) para criar ligações iónicas e covalentes.
- Os electrões de valência estão envolvidos em ambos os processos de ligação.
- Não importa se uma molécula é formada através de ligações iónicas ou covalentes no que diz respeito à sua carga eléctrica: o resultado é sempre electricamente neutro.