A ligação covalente é uma das maneiras pelas quais os átomos se unem para formar ligações químicas. A ligação covalente se estabelece pelo compartilhamento dos elétrons de valência entre dois átomos, para que ambos atinjam uma condição de estabilidade. Show
A ligação covalente normalmente se estabelece entre elementos não metálicos, e entre estes e o hidrogênio, sendo também conhecida como ligação molecular. Dependendo da quantidade de pares de elétrons compartilhados entre dois átomos, formam-se ligações simples, duplas ou triplas por meio do estabelecimento de ligações covalentes do tipo sigma (σ) e/ou pi (π). Leia também: Distribuição eletrônica — a organização dos elétrons ao redor do núcleo do átomo Resumo sobre ligação covalente
Videoaula sobre ligação covalenteO que é ligação covalente?A ligação covalente é o tipo de ligação química estabelecida via compartilhamento de um ou mais pares de elétrons entre dois átomos, de modo que ambos atinjam a estabilidade. Na ligação covalente, os dois átomos compartilham igualmente os elétrons, não havendo processo de doação ou recebimento de elétrons entre eles. Molécula de hidrogênio (H2) é formada pelo compartilhamento de um par de elétrons entre os dois átomos.A ligação covalente também é conhecida como ligação molecular, pois é esse tipo de ligação química que ocorre em moléculas estáveis (neutras). Veja alguns exemplos de ocorrência de ligação covalente:
Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) Características da ligação covalenteOs átomos envolvidos em ligações covalentes são sempre aqueles que precisam receber elétrons para atingir sua estabilidade. Normalmente, são os elementos não metálicos que se combinam para formar ligações covalentes, entre eles mesmos ou com o hidrogênio. As ligações covalentes podem se estabelecer entre átomos de igual eletronegatividade ou de valores muito próximos, formando uma ligação covalente apolar, em que o par de elétrons está igualmente distribuído entre os dois átomos. Os hidrocarbonetos são formados por ligações covalentes polares, assim como as moléculas diatômicas (O2, F2, He2, H2). Esse tipo de ligação também se estabelece entre elementos com diferentes eletronegatividades. Lembrando que a eletronegatividade é a propriedade de um átomo atrair elétrons para si. Nesse caso, o par de elétrons fica deslocado no sentido do átomo de maior eletronegatividade, originando uma ligação polarizada. Isso ocorre na molécula de ácido clorídrico, por exemplo, na qual os elétrons ficam mais próximos ao cloro, em razão de sua maior eletronegatividade. Representação da distribuição dos elétrons em ligações covalentes polares (esquerda) e apolares (direita).De modo geral, os compostos moleculares, formados por ligações covalentes, têm pontos de fusão e de ebulição mais baixos do que os compostos iônicos. Os compostos covalentes não têm capacidade de conduzir corrente elétrica. Como ocorre a ligação covalente?Os átomos se combinam com a intenção de alcançar uma condição de estabilidade energética. Essa combinação pode acontecer de diferentes formas, e uma das formas de combinação dos átomos é pelo estabelecimento de ligações covalentes. Uma maneira de entender a estabilidade dos átomos é por meio da teoria do octeto, que defende que um átomo está estável ao possuir oito elétrons em sua camada de valência. Condição conhecida como “configuração de gás nobre”, uma vez que esses elementos do grupo 18 possuem sua valência completa e são muito pouco reativos (estáveis). Assim, a formação da ligação covalente é uma forma de alguns átomos alcançarem tal configuração. Por isso, espécies com cinco, seis e sete elétrons na camada de valência têm forte tendência a compartilhar elétrons, buscando completar seu octeto e, consequentemente, alcançar estabilidade. A ilustração abaixo representa a formação das ligações covalentes da molécula de água. O oxigênio, inicialmente, possui seis elétrons de valência, bastando apenas dois elétrons para que ele alcance a estabilidade. Os átomos de hidrogênio, como têm apenas a primeira camada eletrônica, atingem a estabilidade com apenas dois elétrons de valência, porém os átomos de hidrogênio naturalmente têm apenas um elétron. Representação da formação das ligações covalentes da molécula de água (H2O).O compartilhamento de elétrons entre os átomos de hidrogênio e de oxigênio, para a formação da molécula de água, é favorável às duas espécies, pois ambas alcançam a sua condição de estabilidade. Note que o oxigênio agora passa a ter oito elétrons, e os átomos de hidrogênio agora contam com dois elétrons de valência. Uma forma didática de representar os elétrons de valência e a formação das ligações covalente é usando a fórmula eletrônica de Lewis. Nesse formato, os elétrons de valência são representados por pontos ao redor do átomo e se torna fácil identificar a quantidade de elétrons que precisa ser compartilhada para atingir a estabilidade. As ligações covalentes são destacadas por marcações apontando o compartilhamento de elétrons. Veja: Representação de Lewis para a molécula de água (H2O).Saiba mais: Exceções à teoria do octeto — quais são os aspectos relacionados? Tipos de ligação covalenteRepresentação de ligações covalentes simples, dupla e tripla.Os tipos de ligação covalente se referem à forma como os elétrons são compartilhados.
As ligações simples, duplas e triplas se assemelham por serem constituídas por uma única ligação sigma (σ). A ligação sigma se estabelece na interpenetração de nuvens eletrônicas no mesmo eixo, formando um ambiente propício para o compartilhamento de elétrons. Isso pode acontecer entre dois orbitais s, entre dois orbitais p ou, ainda, entre um orbital s e um orbital p. As ligações sigma fazem parte de todas as ligações covalentes. Já no caso de ligações múltiplas (ligações duplas e triplas), além da ligação sigma, existe a ligação pi (π). As ligações π se formam pela interpenetração de orbitais p paralelos, ou seja, que estejam lado a lado. Representação dos orbitais envolvidos na formação de ligações sigma e pi.Portanto, ligações σ e π são formas de as ligações covalente acontecerem, sendo:
Por fim, a ligação covalente coordenada ou dativa é o caso em que um mesmo átomo fornece o par de elétrons para o estabelecimento da ligação covalente. Na realidade, essa divisão é apenas didática, pois, na prática, a ligação covalente coordenada possui as mesmas força e características das ligações covalentes polares convencionais. Veja também: Carbono quiral — o carbono que estabelece apenas ligações simples com quatro ligantes diferentes Diferenças entre ligação covalente, ligação iônica e ligação metálicaOs compostos químicos se formam por meio de ligações químicas, que podem ser covalentes, iônicas ou metálicas, a depender das características dos átomos envolvidos.
Portanto, na ligação covalente, os elétrons são compartilhados por dois átomos; na ligação iônica, os elétrons são doados ou recebidos; e, na ligação metálica, os elétrons ficam deslocalizados ao longo da estrutura. Exercícios resolvidos sobre ligação covalenteQuestão 1 (UEPG) Quando uma reação química ocorre entre dois átomos, os seus elétrons de valência são rearranjados de tal forma que uma força resultante atrativa passa a existir entre eles. Esta força atrativa é a chamada ligação química. Sobre as ligações químicas, assinale o que for correto: A) Em uma molécula de HCl, o par de elétrons compartilhado na ligação encontra-se mais próximo do átomo de cloro, devido a sua maior eletronegatividade, o que caracteriza uma ligação apolar. B) A ligação covalente se caracteriza pelo compartilhamento de elétrons de valência entre os átomos que participam da ligação. C) Ligações duplas e triplas não são formadas por compartilhamento de elétrons, D) Uma ligação metálica se forma quando um ou mais elétrons de valência são transferidos de um átomo para outro, dando origem a íons positivos e negativos. E) Ligações covalentes do tipo sigma (σ) somente ocorrem entre orbitais do tipo p de um átomo e do tipo s de outro átomo. Resolução: Alternativa B O item A é incorreto apenas sobre afirmar que na molécula de HCl a ligação é apolar. Como o cloro é muito mais eletronegativo do que o hidrogênio, a ligação é polar. O item C é incorreto, pois as ligações duplas e triplas são tipos de ligações covalentes (compartilhamento de elétrons). O item D é incorreto, porque a ligação metálica é formada por elétrons que se mantêm deslocalizados em torno da estrutura formada por cátions metálicos. O item E é incorreto porque ligações sigma ocorrem entre orbitais s, orbitais p e pela combinação de orbitais p e s, sendo a condição necessária que esse orbitais se encontrem no mesmo eixo internuclear. Questão 2 (UFJF) Nos pântanos e cemitérios, é comum ocorrer a formação de gás metano (CH4), proveniente da decomposição de matéria orgânica. O metano pode reagir com o oxigênio do ar espontaneamente e formar luzes bruxuleantes, conhecidas como fogo-fátuo. Assinale a alternativa CORRETA. A) O CH4 é uma substância composta que contém ligações iônicas, e o oxigênio do ar é uma substância composta que contém ligações covalentes polares. B) O CH4 é uma substância composta que contém ligações covalentes, e o oxigênio do ar é uma substância simples que contém ligações covalentes apolares. C) O CH4 é uma substância simples que contém ligações iônicas, e o oxigênio do ar é uma substância simples que contém ligações covalentes polares. D) O CH4 é uma substância composta que contém ligações covalentes, e o oxigênio do ar é uma substância composta que contém ligações covalentes polares. Resolução: Alternativa B O CH4 é uma substância composta (porque é formada por dois elementos) e estabelece ligações covalentes (compartilhamento de elétrons) porque carbono e hidrogênio são elementos não metálicos e possuem eletronegatividades similares. O oxigênio do ar (O2) é uma substância simples (formada apenas por um elemento químico) que estabelece ligações covalente apolares, uma vez que ambos os átomos atraem os elétrons com a mesma intensidade (mesma eletronegatividade). Quais substâncias têm ligações covalentes?A ligação covalente pode ocorrer entre os seguintes elementos: hidrogênio, ametais e semimetais. Os metais nunca participam desse tipo de ligação. Observe que ambos os átomos precisavam receber um elétron para completar a sua camada de valência – segundo a Regra do Octeto – e para, dessa forma, ficarem estáveis.
Qual das alternativas a seguir apresenta substâncias formadas por ligações covalentes?Qual das alternativas a seguir apresenta substâncias formadas somente por meio de ligações covalentes? Alternativa “d”. Nas outras alternativas, as substâncias que apresentam somente ligações covalentes são: a) CO e o CO2.
Qual a alternativa correta sobre ligações covalentes?Resposta correta: Ligação covalente simples. Observando a tabela periódica, vemos que os elementos das substâncias não são metais. O tipo de ligação que esses elementos formam entre eles é a ligação covalente, pois estão compartilhando elétrons.
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