Ligação química nos sólidos

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Ligação química nos sólidos 
As ligações químicas são as interações que mantêm os átomos unidos em compostos, elas são essenciais para a formação das substâncias e determinam muitas das propriedades físicas e químicas dos materiais.
 Tipos de Ligação química nos sólidos
A formação de ligações entre diferentes átomos e a estabilidade das estruturas que se formam podem ser previstas utilizando a regra do octeto (Um átomo, para adquirir estabilidade, deverá possuir camada fechada, isto é, estar com oito eletrões em sua última camada ou dois eletrões na camada K, desde que esta seja a camada de valência). Há três tipos fundamentais de ligações em sólidos: iónica, covalente e metálica. Todas essas ligações são compreendidas em termos dos eletrões de valência dos átomos envolvidos e das estruturas eletrónicas dos mesmos.
 Ligação iónica 
A ligação iónica pode ser compreendida de maneira bastante intuitiva. esta envolve elementos metálicos e não-metálicos, ou seja, une os extremos direito e esquerdo da tabela periódica. Basicamente, os átomos eletropositivos têm a tendência de “perder” seus eletrões de valência para os elementos eletronegativos. Nesse processo, atinge-se uma configuração de equilíbrio do tipo “gás nobre”. Os átomos envolvidos passam a ser interpretados como iões.
Exemplos:
Exemplo 1:
 O sódio se torna um ião positivo (Na⁺) e o cloro se torna um ião negativo (Cl⁻). Esses iões de cargas opostas se atraem fortemente, formando o cloreto de sódio (NaCl) com uma estrutura cristalina estável.
Exemplo 2:
O magnésio doa dois eletrões para dois átomos de cloro. O magnésio se torna Mg²⁺ e cada cloro se torna Cl⁻. Os iões de cargas opostas se atraem e formam o cloreto de magnésio (MgCl₂).
Ligação Covalente 
A ligação covalente geralmente é feita entre os não metais e não metais, hidrogénio e não metais e hidrogénio com hidrogénio. A ligação covalente envolve o compartilhamento de um ou mais pares de eletrões entre dois átomos, formando estruturas eletricamente neutras, sendo que os eletrões pertencem a ambos átomos que realizam as ligações. Se esta partilha for de dois electrões (um par), a ligação diz-se simples, de quatro electrões (dois pares), a ligação diz-se dupla e de seis electrões (três pares), a ligação diz-se tripla.
-Exemplos:
Os dois átomos compartilham um par de eletrões. Isso forma a molécula de cloreto de hidrogénio (HCl), com uma ligação simples. Esse compartilhamento permite que ambos os átomos alcancem configurações eletrónicas mais estáveis.
Outros exemplos:
窗体顶端
窗体底端
Ligação metálica 
Ligação metálica é aquela que acontece entre metais, em um modelo de ligação não direcional e fora da Regra do Octeto. A ligação metálica ocorre entre espécies de baixa eletronegatividade (tendência a perder eletrões), com a consequente formação de pseudocatiões e o “mar” de eleterões. Esta ligação acontece para os elementos dos grupos IA e IIA na tabela periódica e para os demais metais.
Ligações Secundárias ou de van der Waals
 São ligações fracas em comparação com as ligações primárias. Elas existem entre virtualmente todos os átomos, mas são muitas vezes obscurecidas pelas ligações mais fortes. Elas se destacam no âmbito dos gases nobres ou em moléculas compostas de ligações covalentes, essas surgem a partir de estruturas de dipolo atómicas ou moleculares. As ligações surgem entre dipolos induzidos, entre dipolos induzidos e moléculas polares ou entre moléculas polares. A ligação (ou ponte) de hidrogénio ocorre entre moléculas que têm o hidrogénio como constituinte.
Ligações de Dipolo Induzido Flutuantes
 Num átomo com distribuição simétrica, pode-se induzir um dipolo por distorções de curta duração induzidas pela flutuação dos eletrão, um dipolo desse tipo, por sua vez, pode induzir uma flutuação num átomo adjacente, que também se torna um dipolo. O mesmo pode ocorrer para moléculas. Esse é um tipo de ligação de van der Waals, que pode ocorrer de maneira intermitente num grande número de átomos ou moléculas. 
 A liquefação e até mesmo solidificação de átomos e moléculas inertes se explica por esse tipo de interação. As ligações são fracas, de modo que os pontos de fusão e ebulição são extremamente baixos.
Ligação entre Molécula Polar e Dipolo Induzido
Uma molécula polar possui momentos de dipolo permanentes em virtude de assimetrias das partes positivas e negativas. O cloreto de hidrogénio é um exemplo disso. Uma molécula desse tipo pode induzir a formação de um dipolo e gerar uma ligação mais forte que a dipolo-dipolo.
 Ligação de Dipolo Permanente
O tipo mais forte de ligação secundária, a de hidrogénio, é um exemplo. Ela ocorre quando o hidrogénio se liga covalentemente ao flúor, ao oxigénio ou ao nitrogénio. Para cada ligação H – F, H – O ou H – N, o eletrão é compartilhado pelo hidrogénio com outro átomo. O restante do átomo, virtualmente um protão, pode atrair com certa força a extremidade negativa de uma molécula adjacente, ou seja, esse protão forma uma ponte entre duas moléculas adjacentes.Essa ligação, como dissemos, é proporcionalmente forte, e as temperaturas de fusão e ebulição do fluoreto de hidrogénio e da água são altas por esse motivo.
Energia de ligação e Propriedades dos Sólidos 
A energia de ligação é a energia necessária para quebrar uma ligação química entre átomos, exerce uma influência fundamental nas propriedades físicas dos sólidos, como ponto de fusão, dureza, condutividade elétrica e térmica. 
1. Ligação Iónica
-Dureza: Compostos iónicos geralmente são duros devido à forte atração entre iões de cargas opostas.
-Ponto de fusão e ebulição elevados: As ligações iónicas são fortes, exigindo muita energia para serem quebradas.
-Solubilidade em água: Compostos iónicos tendem a ser solúveis em água, pois a água pode separar os iões.
-Condutividade elétrica: No estado sólido, são isolantes, mas conduzem eletricidade quando dissolvidos em água ou fundidos, pois os iões estão livres para se mover.
2. Ligação Covalente
-Dureza: Compostos covalentes como o diamante são extremamente duros devido à forte ligação covalente entre átomos.
-Ponto de fusão elevado: A força das ligações covalentes resulta em altos pontos de fusão.
-Insolubilidade: Compostos covalentes são geralmente insolúveis na maioria dos solventes.
-Condutividade elétrica: Em geral, são maus condutores de eletricidade, pois não possuem partículas carregadas móveis.
3. Ligação Metálica
-Condutividade elétrica e térmica: Sólidos metálicos são bons condutores de eletricidade e calor devido à presença de eletrões livres (mar de eletrões).
-Maleabilidade e ductilidade: Os metais podem ser moldados e deformados sem quebrar, pois os átomos podem deslizar uns sobre os outros mantendo a coesão.
-Brilho metálico: Devido aos eletrões livres, os metais têm uma superfície brilhante.
4. Forças de Van der Waals (Intermoleculares)
-Baixa dureza: Sólidos moleculares, como o iodo, são geralmente macios devido às fracas forças intermoleculares.
-Baixo ponto de fusão: As forças intermoleculares são fracas, resultando em baixos pontos de fusão.
-Volatilidade: Muitos sólidos moleculares são voláteis, sublimando facilmente.
-Maus condutores de eletricidade: Não têm partículas carregadas livres para conduzir eletricidade.
5. Ligações de Hidrogénio
-Ponto de fusão: Mais alto do que esperado para moléculas de massa similar devido à força adicional das ligações de hidrogénio.
-Estrutura cristalina aberta: No gelo, as moléculas de água formam uma estrutura hexagonal aberta, o que explica a menor densidade do gelo em comparação com a água líquida.
Aplicações das Ligações químicas nos sólidos
As ligações químicas em sólidos são fundamentais para determinar as propriedades físicas, químicas e mecânicas desses materiais, o que influencia diretamente suas aplicações em diversas áreas da ciência e tecnologia. 
1. Ligação Iónica
Aplicações:
-Materiais cerâmicos: Usados em revestimentos, isolantes elétricos, e componentes eletrónicos devido à sua dureza e resistência ao calor.
-Eletrólitos em baterias: Compostos iónicosdissolvidos em solução ou em estado fundido conduzem eletricidade e são usados em baterias e células eletrolíticas.
2. Ligação Covalente
-Diamante: Utilizado em ferramentas de corte e perfuração devido à sua extrema dureza.
-Silício e semicondutores: Materiais com ligações covalentes são cruciais na fabricação de dispositivos eletrónicos, como transístores e chips de computador, devido à sua capacidade de controlar correntes elétricas.
-Materiais compósitos e polímeros: Utilizados em construção, indústria automobilística e medicina, por sua resistência e flexibilidade.
3. Ligação Metálica
-Construção civil: Metais como aço e alumínio são usados em estruturas devido à sua resistência, durabilidade e capacidade de suportar tensões.
Eletrónicos: O cobre e outros metais são essenciais na fabricação de fios e componentes eletrónicos devido à sua alta condutividade elétrica.
-Transportes: Metais são usados em automóveis, aviões, e navios devido à combinação de força e leveza, especialmente em ligas metálicas.
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