Ligação covalente

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Ligação covalente ou molecular
	Uma ligação covalente resulta do compartilhamento de um par de elétrons entre os átomos. A força da ligação resulta da atração entre os elétrons compartilhados e os núcleos positivos dos átomos que participam da ligação. 
Quando as forças de repulsão estão em equilíbrio com as forças de atração, ocorre a formação da ligação covalente. O gráfico a seguir é o diagrama de energia para a formação da molécula de H2(g). Esse diagrama pode ser generalizado para todas as molécula diatômicas.
	O compartilhamento ocorre pela superposição de orbitais (overlap) formando orbitais moleculares. Orbital molecular é a região onde a probabilidade de encontrar o par de elétron compartilhado entre os dois átomos é máxima. Um composto covalente normalmente é formado por ametais e semimetais. A superposição frontal dos orbitais forma uma ligação sigma e a superposição lateral dos orbitais forma uma ligação pi. A ligação covalente pode ser formada de duas formas diferentes:
· Ligação covalente comum ou normal
· Ligação covalente dativa ou coordenada
Obs:
Do ponto de vista da mecânica quântica a ligação covalente equivale a um aumento da probabilidade de se encontrar os elétrons na região entre os dois núcleos.
Ordem de ligação
O número de ligações covalentes entre os átomos é denominado ordem de ligação. A medida que a ordem de ligação aumenta entre os átomos,a distância entre eles,comprimento de ligação, diminui e a energia de ligação aumenta.
Tendência de ligação 
Regras para construção de fórmulas estruturais
· Some os elétrons de valência de todos os átomos
· Coloque uma ligação para cada ligante
· Complete o octeto dos ligantes
· Coloque os elétrons restantes no átomo central
· Se o átomo central não alcançou o octeto, procure completá-lo com ligações múltiplas
1º Exemplo
Qual a estrutura de Lewis para o CF4?
Primeiro, determinamos o átomo central e os ligantes. De acordo com a fórmula temos:
Agora somamos os elétrons de valência com a ajuda da tabela periódica:
C(grupo 14) = 4 elétrons(e-)
F(grupo 17) = 7 elétrons (cada flúor) = 28 e-
Total = 32 elétrons(e-)
 (
Lembre-se que cada ligação covalente (―) corresponde a dois elétrons compartilhados.
)
Começamos, então, a distribuir os elétrons, colocando uma ligação para cada ligante.
Como só foram usados 8 elétrons, restaram 24 elétrons. Completaremos, agora,os octetos dos ligantes.Dessa forma:
Todos os 24 elétrons foram, utilizados, não restando mais nenhum elétron. Cada átomo possui um octeto e ,portanto, a fórmula de Lewis está pronta.Nessa molécula precisamos utilizar somente as três primeiras regras.
2º Exemplo
Qual a estrutura de Lewis para o PCl3?
Primeiro, determinamos o átomo central e os ligantes. De acordo com a fórmula temos:
Agora somamos os elétrons de valência com a ajuda da tabela periódica:
P(grupo 15) = 5e-
Cl(grupo 17) = 7 e- (cada cloro) = 21e-
Total = 26 e-
Começamos, então, a distribuir os elétrons, colocando uma ligação para cada ligante.
Como só foram usados 6 elétrons, restaram 20 elétrons. Completaremos, agora,os octetos dos ligantes.Dessa forma:
Assim,ficaram sobrando 20 – 18 = 2 elétrons,que são adicionados ao átomo central .Sempre os elétrons restantes são adicionados ao átomo central.
 Cada átomo possui um octeto e ,portanto, a fórmula de Lewis está pronta.Nessa molécula precisamos utilizar as quatro primeiras regras.
3º Exemplo
Qual a estrutura de Lewis para o SO2?
Primeiro, determinamos o átomo central e os ligantes. De acordo com a fórmula temos:
Agora somamos os elétrons de valência com a ajuda da tabela periódica:
O(grupo 16) = 6e-(cada oxigênio) =12 e-
S(grupo 16) = 6e- 
Total = 18 e-
Começamos, então, a distribuir os elétrons, colocando uma ligação para cada ligante.
Como só foram usados 4 elétrons, restaram 14 elétrons. Completaremos, agora, os octetos dos ligantes. Dessa forma:
Assim, ficaram sobrando 14 – 12= 2 elétrons, que são adicionados ao átomo central. Sempre os elétrons restantes são adicionados ao átomo central.
 Agora, todos os elétrons já foram utilizados, mas o enxofre ainda não possui um octeto. Nessa situação devemos mover um dos pares de elétrons não compartilhados de um dos ligantes para uma das ligações para formar uma dupla ligação(não importa qual ligação é escolhida).
Cada átomo agora possui um octeto e, portanto, a fórmula de Lewis está pronta. Nessa molécula precisamos utilizar as cinco regras.
Propriedades dos compostos moleculares
Ao contrário dos compostos iônicos os compostos moleculares não possuem propriedades muito regulares.
· Em condições ambientes podem ser encontrados nos três estados físicos.
· Geralmente possuem baixos PF/PE. Exceções: grafite ,diamante e sílica
· São isolantes elétricos. Exceção:grafite,fulerenos,nanotubos e grafeno.
· Alguns compostos moleculares conduzem corrente elétrica em solução: ácidos e NH3
· Podem possuir dois tipos de retículos no estado sólido:cristalino molecular formado por moléculas discretas(Ex: C6H12O6(s)) e cristalino rede covalente ou reticular. Os sólidos reticulares ou de rede covalente não possuem moléculas individuais,todos os seus átomos estão unidos por ligações covalentes que formam uma rede bidimensional ou tridimensional que se estende por todo o cristal.São sólidos muito rígidos e duros com elevados pontos de ebulição e fusão.Os principais exemplos de sólidos covalentes reticulares são:diamante,C(n), grafite,C(n),quartzo,SiO2,carbeto de silício,SiC e nitreto de boro,BN.
Exçeções a regra do octeto
1) Expansão do octeto (hipervalência) = estabilização com mais de 8 elétrons na camada de valência.
Ex: SF6 ,PCl5 ,XeF4 ,SF4
2) Hipovalência= estabilização com menos de 8 elétrons na camada de valência.
Ex: BeCl2 , BeH2, BeF2 , AlCl3 , BF3, BH3, BCl3.
3) Moléculas com número ímpar de elétron = o átomo central se estabiliza com 7 elétrons na camada de valência ficando com um elétron desemparelhado (radical).Esse tipo de molécula é paramagnética.Com número par de elétrons diamagnéticas. 
Ex: NO ,NO2 ,ClO2.
Exercício resolvido
01)Desenhe as estrutura de Lewis para os compostos a seguir:
a)NCl3 b)CH4 c)CS2 d)SCl2 e)f)g)
h)SO3 i)NO+ j)l)m)n)CO
o)COCl2
Gab:
 
 
 
 
Exercícios propostos
01 - (UFPE/2012) O elemento X forma moléculas diatômicas gasosas estáveis em condições ambiente. Por inalação, estas moléculas são bastante agressivas aos seres humanos. Este elemento também forma sólidos iônicos binários com metais alcalinos. Considerando essas características analise as afirmativas abaixo.
00.A ligação química das moléculas diatômicas do elemento X é do tipo covalente.
01.O elemento X deve possuir mais de 4 elétrons em sua camada de valência.
02.O elemento X possui afinidade eletrônica muito baixa.
03.O elemento X possui alta energia de ionização.
04.A ligação do elemento X com átomos de hidrogênio não é possível.
02 - (UFG GO/2011) A molécula de H2 é caracterizada pela ligação covalente entre dois átomos de hidrogênio (H). O gráfico a seguir apresenta a relação entre a energia de ligação e a distância internuclear dos átomos.
Com base na análise do gráfico apresentado,
a)identifique (i) o raio covalente, em metros, e (ii) a energia da ligação molecular.
b)identifique em qual das regiões ocorre atração e repulsão atômica, respectivamente.
03 - (UDESC SC/2011) No cloreto de amônio (NH4Cl) estão presentes:
a)3 ligações covalentes dativas e 1 ligação iônica.
b)4 ligações iônicas e 1 ligação covalente dativa.
c)2 ligações covalentes normais, 2 ligações covalentes dativas e 2 ligações iônicas.
d)somente ligações iônicas.
e)4 ligações covalentes e 1 ligação iônica.
04 - (Unimontes MG/2010) Analise as estruturas abaixo:
Após a análise dessas estruturas, assinale a alternativa INCORRETA.
a)Todas as estruturas diferem-se somente quanto à posição dos átomos.
b)Todos os átomos contabilizam oito elétrons na camada de valência.
c)Cada oxigênio com dupla ligação compartilha dois pares de elétrons.
d)Cadaoxigênio com ligação simples apresenta seis elétrons não ligantes.
05 - (UFLA MG/2009) Ligações químicas envolvendo átomos de carbono são características de moléculas orgânicas. O carbono forma ligações fortes com uma variedade de elementos, especialmente com H, O, N e halogênios. O comprimento de uma ligação química está relacionado à natureza dos átomos envolvidos e à ordem de ligação. Das ligações a seguir, indique a ordem decrescente de comprimento de ligação.
a)C – H > C – C > C – O b)C – C > C = C > C ≡ C
c)C ≡ C > C = C > C – H d)C = O > C – O > C – C
06 - (MACK SP/2008) A fosfina é um gás auto-inflamável, formado por fósforo e hidrogênio, produzido na decomposição de matérias orgânicas. Assim, em cemitérios, por vezes, as pessoas se assustam ao se depararem com nuvens desse gás e, se correrem, devido ao deslocamento de ar, têm a impressão de que o fogo as acompanha.Esse fenômeno é conhecido por fogo-fátuo. Com relação à fosfina, é INCORRETO afirmar que
Dado: número atômico P = 15, H = 1
a)tem fórmula molecular PH3. b)possui três ligações covalentes sigma.
c)o fósforo possui um par de elétrons disponível.
d)não possui ligação pi. e)tem fórmula estrutural .
07 - (IME RJ/2008) Segundo a teoria dos orbitais, as ligações covalentes são formadas a partir da interpenetração dos orbitais atômicos. Esta interpenetração leva à formação de orbitais moleculares. Considerando uma molécula de N2 cujos núcleos atômicos estão localizados ao longo do eixo z, assinale a afirmação correta. (Dado: número atômico do nitrogênio = 7)
a)O N2 possui uma ligação tripla constituída por dois orbitais moleculares e um orbital .
b)O N2 possui uma ligação tripla constituída por dois orbitais moleculares e um orbital .
c)O N2 possui uma ligação tripla constituída por dois orbitais moleculares e um orbital .
d)O N2 possui uma ligação tripla constituída por três orbitais .
e)O N2 possui uma ligação tripla constituída por duas ligações orbitais e uma ligação .
08 - (PUC RS) A substância formada exclusivamente por ligações covalentes é representada por
a)K2SO4 b)NaCl c)H2S d)NaOH e)BaH2 
09 - (UEPG PR) 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.
01. 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.
02. A ligação covalente se caracteriza pelo compartilhamento de elétrons de valência entre os átomos que participam da ligação.
04. O comprimento das ligações químicas independe do raio atômico dos átomos que participam da ligação.
08. Uma ligação iônica se forma quando um ou mais elétrons de valência são transferidos de um átomo para outro, dando origem a íons positivos e negativos.
16. Ligações covalentes do tipo sigma (s) somente ocorrem entre orbitais do tipo p de um átomo e do tipo s de outro átomo.
10 - (UEPG PR) A formação de ligações covalentes pode ser descrita em termos de interpenetração de orbitais que, de acordo com a orientação espacial, origina ligações covalentes dos tipos sigma e pi. Avalie os compostos a seguir quanto à presença de ligações covalentes sigma e pi e assinale o que for correto.
I)N2 
II)H2CO3 
III)Cl2 
01.No composto I, há 1 ligação sigma e 2 ligações pi.
02.No composto III, há 2 ligações sigma.
04.No composto III, há 1 ligação pi.
08.No composto II, há 3 ligações pi.
16.No composto II, há 5 ligações sigma.
11 - (UFRN) A fórmula estrutural da molécula de ozônio é:
12 - (UDESC SC) Assinale a alternativa que apresenta, ao mesmo tempo, ligações covalente e iônica.
a)4 b)CO2 c) d) e)
13 - (UFPI) A respeito dos modelos de ligação química, podemos afirmar que:
a)a molécula de hidrogênio não pode ser representada pelo modelo iônico;
b)o cloreto de sódio não pode ser representado pelo modelo covalente;
c)as propriedades físicas e químicas dos compostos indicam qual o melhor modelo para representar as suas ligações químicas;
d)a molécula de gás carbônico só pode ser representada pelo modelo covalente;
e)o cloreto de alumínio pode ser representado pelo modelo iônico, mas não pode pelo modelo covalente.
14 - (UFF RJ) O leite materno é um alimento rico em substâncias orgânicas, tais como proteínas, gorduras e açúcares, e substâncias minerais como, por exemplo, o fosfato de cálcio. Esses compostos orgânicos têm como característica principal as ligações covalentes na formação de suas moléculas, enquanto o mineral apresenta também ligação iônica.Assinale a alternativa que apresenta corretamente os conceitos de ligações covalente e iônica, respectivamente.
a)A ligação covalente só ocorre nos compostos orgânicos.
b)A ligação covalente se faz por transferência de elétrons e a ligação iônica pelo compartilhamento de elétrons com spins opostos.
c)A ligação covalente se faz por atração de cargas entre átomos e a ligação iônica por separação de cargas.
d)A ligação covalente se faz por união de átomos em moléculas e a ligação iônica por união de átomos em complexos químicos.
e)A ligação covalente se faz pelo compartilhamento de elétrons e a ligação iônica por transferência de elétrons. 
15 - (UFPI) Fótons de elevada energia podem excitar elétrons e quebrar ligações, em moléculas biológicas, rearranjando-as e alterando suas propriedades. Graças à camada de ozônio (O3) na estratosfera de nosso planeta, a radiação ultravioleta de mais alta energia é filtrada. A estrutura da molécula de ozônio, entretanto, não é explicada através de uma estrutura de Lewis única. A explicação da estrutura dessa molécula requer o uso do conceito de:
a)hibridação. b)isomerismo. c)oxi-redução. d)alotropia. e)ressonância.
16 - (UFMG) A curva abaixo mostra a variação da energia potencial Ep em função da distância entre os átomos, durante a formação da molécula H2 a partir de dois átomos de hidrogênio, inicialmente a uma distância infinita um do outro.
Em relação às informações obtidas da análise do gráfico, assinale a afirmativa FALSA.
a)A energia potencial diminui na formação da ligação química.
b)A quebra da ligação H-H consome 458 kJ/mol.
c)O comprimento de ligação da molécula H2 é de 7,40 x 10-11 m.
d)Os átomos separados por uma distância infinita se atraem mutuamente.
17 - (UFC CE) Observe as estruturas a seguir, e assinale a em que seus átomos seguem perfeitamente o “Modelo do Octeto” (números atômicos: Be (4), C (6), N (7), O (8), F (9), P (15), Cl (17), Xe (54)):
	
18 - (UFTM MG/2010) Com base na distribuição de elétrons dos átomos de nitrogênio e de iodo, prevê-se que a molécula NI3 é formada por
a)uma ligação iônica entre um íon N3+ e três íons I–.
b)uma ligação covalente tripla entre um átomo de nitrogênio e três de iodo.
c)uma ligação covalente simples e duas ligações duplas entre um átomo de nitrogênio e três de iodo.
d)duas ligações covalentes simples e uma ligação dupla entre um átomo de nitrogênio e três de iodo.
e)três ligações covalentes simples entre um átomo de nitrogênio e três de iodo.
19 - (UFAM/2005) Considere o esquema abaixo e as afirmações feitas. São verdadeiras as afirmações:
A)
B) 
I.Os esquemas A e B representam as ligações existentes entre os carbonos do etileno.
II.O esquema A representa uma ligação ligante
III.O esquema B representa uma ligação ligante
IV.No esquema B, o orbital formado só será ligante se estiver perpendicular ao eixo internuclear
a)I, II, III e IV b)I, II e III c)Somente a I d)II e III e)II, III e IV
20 - (FUVEST SP/2011) A figura abaixo traz um modelo da estrutura microscópica de determinada substância no estado sólido, estendendo-se pelas três dimensões do espaço.Nesse modelo, cada esfera representa um átomo e cada bastão, uma ligação química entre dois átomos.
A substância representada por esse modelotridimensional pode ser
a)sílica, (SiO2)n. b)diamante, C. c)cloreto de sódio, NaCl.
d)zinco metálico, Zn. e)celulose, (C6H10O5)n.
21 -Desenhe as estruturas de Lewis das seguintes moléculas:
a)SF6 b)PCl5 c)XeF4 d)ICl3 e)SF4 f)XeF2 g)
GABARITO: 
1) Gab: VVFVF
2) Gab: 
a)O raio covalente é igual a 7510–12m e energia de ligação molecular é igual a –450 kJ/mol.
b)A região em que ocorre atração é a região B.A região em que ocorre repulsão é a região A.
3) Gab: E 4) Gab: A 5) Gab: B 6) Gab: E 7) Gab: C
8) Gab: C 9) Gab: 10 10) Gab: 17 11) Gab: A 12) Gab: C
13) Gab: C 14) Gab: E 15) Gab: E 16) Gab: D 17) Gab: E
18) Gab: E 19) Gab: A 20) Gab: A 21) Gab: A
Gab:
 
 
 
C
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F
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-458
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tômica em metro
0
 
 
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.
 
.
 
.
 
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