Ligações Químicas I - ENEM

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Ligações químicas 
 
Introdução 
 
 A química é a ciência que estuda a matéria e as suas 
transformações. Mas como a matéria se transforma? A matéria é 
transformada pela quebra e pela formação de ligações químicas, ou seja, por 
reações químicas. Por isso, o estudo das forças que agem entre os átomos de 
uma substância é essencial para um bom entendimento da Química e das 
reações químicas. Existem três tipos de ligações químicas: iônica, covalente 
e metálica. 
 
A regra do octeto 
 
 Por que os átomos se ligam? Desde o final século 19 os químicos 
perceberam que os átomos não são encontrados de forma isolada na 
Natureza. Isso os levou a concluir que os átomos se ligam para adquirir 
estabilidade, seguindo a tendência natural do universo de caminhar no 
sentido de se ter menor energia. Portanto, podemos fazer a seguinte 
generalização: 
 
 
 Quando os átomos estabelecem uma ligação química, ocorre uma 
liberação de energia e um consequente aumento de estabilidade. No entanto, 
esse argumento não vale para um grupo de átomos da tabela periódica, os 
gases nobres (grupo 18). Esses gases são encontrados, em condições 
ambientes, na forma de átomos isolados muito estáveis. Os gases nobres não 
apresentam tendência de reagir e, justamente por esse motivo, ficaram 
desconhecidos por séculos. Mas o que esses átomos possuem para serem 
estáveis? Em 1916 dois cientistas um alemão, Walter Kossel (1888-1956), 
e um americano, Gilbert Newton Lewis (1875-1946), concluíram que a 
estabilidade desses átomos estava relacionada ao fato de apresentarem o 
último nível de energia (camada de valência) com oito elétrons. Lewis e 
Kossel perceberam que a estrutura eletrônica dos demais átomos nas 
substâncias conhecidas, eram semelhantes às dos gases nobres, ou seja, 
possuíam oito elétrons no último nível de energia. Assim surgiu a famosa 
Regra do Octeto, que diz: 
 
“Os átomos tendem a ganhar perder ou compartilhar elétrons 
até que tenham oito elétrons (octeto) no último nível de energia, ou dois 
elétrons (dubleto) quando possuem apenas o primeiro nível de energia” 
 
Com exceção do hélio que possui dois elétrons na sua única 
camada, todos os gases nobres a camada de valência com oito elétrons. 
Existem muitas exceções à regra do octeto, ela se aplica principalmente aos 
elementos representativos. Mas ela é uma ferramenta útil para o início do 
estudo das ligações entre os átomos no ensino médio. Portanto, não se assuste 
quando encontrar substâncias que desobedecem a essa regra, pois ela, na 
verdade é uma tendência. 
 
Ligação iônica ou eletrovalente 
 
 A ligação iônica resulta da transferência de elétrons da camada de 
valência de um átomo para a camada de valência de outro átomo. 
 
 
 
 Os compostos iônicos geralmente são formados pela combinação 
de metais (perdem elétrons) com ametais (ganham elétrons). Os sólidos 
iônicos formados nessa combinação não possuem moléculas discretas. Suas 
estruturas sempre possuem um grande número de íons positivos e negativos 
intercalados. Nos retículos, os cátions sempre estão circundados por ânions 
e vice-versa. Esse arranjo maximiza as forças de atração e minimiza as forças 
de repulsão. O retículo é a unidade de repetição do cristal iônico. 
 
 
“Reticulo cristalino” 
 
Juntando os íons: fórmula mínima 
 
Toda ligação iônica forma um sistema eletricamente neutro. Por 
isso, podemos usar a seguinte regra geral de formulação, denominada regra 
do entrecruzar. Veja: 
 
 
O valor numérico da carga do cátion é o índice de atomicidade do 
ânion e vice-versa. Essa regra garante a igualdade das cargas elétricas 
positivas e negativas no composto iônico formado. A fórmula obtida é a 
fórmula mínima ou empírica do composto iônico, que indica a menor 
proporção entre os íons no retículo cristalino. Observe os exemplos a seguir: 
 
 
 
A regra de entrecruzar também pode ser utilizada para íons 
poliatômicos. Observe os exemplos: 
 
Assista o vídeo mostrando retículo 
cristalino do NaCl 
 
https://youtu.be/vUMe5iviJeY 
 
https://youtu.be/vUMe5iviJeY
 
 
 
A fórmula de um composto iônico sempre representa a menor 
proporção entre os íons. Portanto, depois de usar a regra do entrecruzar, você 
precisa dividir os índices de atomicidade por um fator comum para mostrar 
a menor proporção, se possível. Observe os exemplos: 
 
 
 
Com base na regra do octeto, podemos prever as valências (cargas 
elétricas) dos metais e ametais representativos da tabela periódica. As cargas 
elétricas dos elementos representativos em uma ligação iônica são 
determinadas pelo número de elétrons que os átomos devem perder ou ganhar 
para atingir o octeto. No caso dos metais, o octeto é alcançado mais 
facilmente pela perda de elétrons. No caso dos ametais, pelo ganho. Os íons 
mais importantes dessas famílias estão representados a seguir. Veja: 
 
 
São raros os compostos iônicos formados pelos elementos C,Si e 
Ge do grupo 14.Dois exemplos mais importantes são o carbeto de 
cálcio(CaC2) e o metaneto de alumínio(Al4C3).Veja: 
 
 
 
 hidrogênio também pode formar compostos iônicos. Devido a 
sua alta eletronegatividade em relação aos metais, ele recebe um elétron 
formando um ânion denominado hidreto,que possui um dubleto de elétrons 
na camada de valência.Veja: 
 
 
 
Portanto, as principais cargas elétricas dos elementos 
representativos em uma ligação iônica são: 
 
 
Propriedades dos compostos iônicos 
 
➢ Todo composto iônico é sólido nas CNTP. 
➢ Os compostos iônicos são duros, porém quebradiços. O 
deslocamento de uma camada de íons em relação à outra coloca 
íons de mesma carga lado a lado. Isso gera uma grande força 
repulsiva,que resulta na clivagem do cristal. 
 
 
➢ Possuem altos pontos de fusão e ebulição. 
 
 
 
➢ São isolantes elétricos no estado sólido, pois os íons ocupam 
posições fixas no retículo cristalino. Porém, são condutores nos 
estados líquido e gasoso. A condução elétrica nesses estados, 
pode ser explicada pela mobilidade dos íons, que movimentam-
se carregando a corrente elétrica. 
 
 
➢ Muitos são solúveis em solventes polares como a água. No 
entanto, essa propriedade não é exibida por um grande número 
de sólidos iônicos. 
➢ Soluções de compostos iônicos conduzem corrente elétricas 
(soluções eletrolíticas). 
 
Atenção ! 
 
Compostos iônicos importantes: 
 
NaCl = sal de cozinha 
NaOH = hidróxido de sódio (soda cáustica) 
CaO = óxido de cálcio (cal virgem ou viva) 
Al2O3 = óxido de alumínio (extraído do minério Bauxita) 
Fe2O3 = óxido de ferro III (extraído do minério hematita) 
 
Exercícios propostos 
 
01 - (ENEM) As propriedades físicas e químicas de uma certa substância 
estão relacionadas às interações entre as unidades que a constituem, isto é, 
as ligações químicas entre átomos ou íons e as forças intermoleculares que 
a compõem. No quadro, estão relacionadas algumas propriedades de cinco 
substâncias. 
 
 
 
Qual substância apresenta propriedades que caracterizam o cloreto de sódio 
(NaCI)? 
 
a)I 
b)II 
c)III 
d)IV 
e)V 
 
02 - (UDESC SC) Um composto é formado pelo cátion X e ânion Y, com 
fórmula química representada por X2Y3. A respeito desse composto, 
assinale a alternativa correta. 
 
a)O átomo X possui 2 elétrons na camada de valência. 
b)O átomo Y possui 6 elétrons na camada de valência. 
c)O átomo Y possui 2 elétrons na camada de valência. 
d)O átomo X possui 6 elétrons na camada de valência. 
e)O composto se estabiliza por ligação química covalente. 
 
03 - (PUC Camp SP)Na estrutura do cloreto de sódio encontramos um 
aglomerado de: 
 
a)cátions e ânions; 
b)macromoléculas; 
c)íons hidratados 
d)átomos independentes 
e)moléculas diatômicas 
 
 
04 - (UFMG)Existem algumas propriedades que são adequadas para 
caracterizar os sólidos iônicos, uma vez que a grande maioria desses sólidos 
apresenta essas propriedades. Outras propriedades não são adequadaspara 
esse fim, pois podem existir sólidos iônicos que não apresentem essas 
outras propriedades.Considere o conjunto dos sólidos iônicos. Entre as 
propriedades relacionadas, indique a que NÃO será exibida por um grande 
número de sólidos. 
a)Apresentar altas temperaturas de fusão. 
b)Conduzir corrente elétrica quando fundido. 
c)Ser isolante térmico e elétrico em estado sólido. 
d)Ser solúvel em água. 
 
05 - (Unimontes MG)A figura seguinte refere-se à estrutura de um sólido 
formado por suas unidades constituintes. 
 
Em relação ao sólido e suas unidades constituintes, é CORRETO o que se 
afirma em 
 
a)As ligações químicas que se estabelecem entre as unidades constituintes da 
estrutura são iônicas. 
b)As unidades constituintes da estrutura são moléculas que permitem o 
deslize na rede cristalina. 
c)Deslizes na rede cristalina originam debilidades na resistência, devido às 
atrações interiônicas. 
d)As unidades constituintes dispõem-se em um arranjo desordenado, 
formando um sólido amorfo. 
 
 
06 - (UFAM) Os sulfetos e os fluoretos de metais alcalinos terrosos (M) 
terão, respectivamente, a seguinte fórmula mínima (números atômicos S = 
16 e F = 9): 
 
a)MS2 e MF b)MS e MF2 c)M2S2 e M2F4 d)MS e MF3 
e)M2S2 e MF2 
 
07 - Quando átomos X do grupo 2(2A)reagem com átomos Y do grupo 
17(7A) há formação de cátions e ânions. Qual a valência dos cátions e 
ânions formados, respectivamente? 
 
a)Monovalente e monovalente. 
b)Monovalente e bivalente. 
c)Bivalente e monovalente. 
d)Bivalente e bivalente. 
e)Bivalente e trivalente. 
 
 
08 - (ENEM) A fosfatidilserina é um fosfolipídio aniônico cuja interação 
com cálcio livre regula processos de transdução celular e vem sendo 
estudada no desenvolvimento de biossensores nanométricos. A figura 
representa a estrutura da fosfatidilserina: 
 
 
MEROLLI, A.; SANTIN, M. Role of phosphatidylserine in bone repair and 
its technological exploitation. Molecules, v. 14, 2009. 
 
Com base nas informações do texto, a natureza da interação da 
fosfatidilserina com o cálcio livre é do tipo 
Dado: número atômico do elemento cálcio: 20 
 
a)iônica somente com o grupo aniônico fosfato, já que o cálcio livre é um 
cátion monovalente. 
b)iônica com o cátion amônio, porque o cálcio livre é representado como um 
ânion monovalente. 
c)iônica com os grupos aniônicos fosfato e carboxila, porque o cálcio em sua 
forma livre é um cátion divalente. 
d)covalente com qualquer dos grupos não carregados da fosfatidilserina, uma 
vez que estes podem doar elétrons ao cálcio livre para formar a ligação. 
e)covalente com qualquer grupo catiônico da fosfatidilserina, visto que o 
cálcio na sua forma livre poderá compartilhar seus elétrons com tais grupos. 
 
09 - (UNISC RS) O átomo de cálcio pertence à família dos metais 
alcalinos terrosos e o átomo de flúor à família dos halogênios. O composto 
resultante e a ligação entre estes átomos serão 
 
a)CaF2 com ligação covalente. 
b)CaF com ligação covalente. 
c)CaF2 com ligação iônica. 
d)CaF com ligação iônica. 
e)Ca2F com ligação covalente. 
 
10 - (EsPCEX) Compostos iônicos são aqueles que apresentam ligação 
iônica. A ligação iônica é a ligação entre íons positivos e negativos, unidos 
por forças de atração eletrostática.Sobre as propriedades e características de 
compostos iônicos são feitas as seguintes afirmativas: 
 
I.apresentam brilho metálico. 
II.apresentam elevadas temperaturas de fusão e ebulição. 
III.apresentam boa condutibilidade elétrica quando em solução aquosa. 
IV.são sólidos nas condições ambiente (25 ºC e 1atm). 
V.são pouco solúveis em solventes polares como a água. 
 
Das afirmativas apresentadas estão corretas apenas 
 
a)II, IV e V. b)II, III e IV. c)I, III e V. d)I, IV e V. e)I, II e III. 
 
GABARITO: 
 
01) Gab: B 
02) Gab: B 
03) Gab: A 
04) Gab: D 
05) Gab: A 
06) Gab: B 
07) Gab: C 
08) Gab: C 
09) Gab: C 
10) Gab: B