Ligação covalente não polar: características, formação, tipos - Ciência - 2023

Contente

UMA ligação covalente não polar é um tipo de ligação química em que dois átomos com eletronegatividades semelhantes compartilham elétrons para formar uma molécula.

Este tipo de ligação é encontrada em um grande número de compostos que possuem características diferentes, sendo encontrados entre os dois átomos de nitrogênio que formam a espécie gasosa (N₂), e entre os átomos de carbono e hidrogênio que contêm a molécula de gás metano (CH₄), por exemplo.

A eletronegatividade é conhecida como a propriedade que os elementos químicos possuem, que se refere a quão grande ou pequena é a capacidade dessas espécies atômicas de atrair densidade de elétrons umas para as outras.

A polaridade das ligações covalentes apolares difere na eletronegatividade dos átomos em menos de 0,4 (conforme indicado pela escala de Pauling). Se fosse maior que 0,4 e menor que 1,7 seria uma ligação covalente polar, enquanto se fosse maior que 1,7 seria uma ligação iônica.

Deve-se notar que a eletronegatividade dos átomos descreve apenas aqueles que estão envolvidos em uma ligação química, ou seja, quando fazem parte de uma molécula.

Características gerais da ligação covalente não polar

O termo "não polar" caracteriza moléculas ou ligações que não exibem nenhuma polaridade. Quando uma molécula não é polar, pode significar duas coisas:

-Seus átomos não estão ligados por ligações polares.

-Tem ligações do tipo polar, mas estas foram orientadas de forma tão simétrica que cada uma cancela o momento dipolar da outra.

Da mesma forma, existe um grande número de substâncias nas quais suas moléculas permanecem ligadas entre si na estrutura do composto, seja na fase líquida, gasosa ou sólida.

Quando isso acontece, é devido, em grande parte, às chamadas forças ou interações de van der Waals, além das condições de temperatura e pressão em que ocorre a reação química.

Esses tipos de interação, que também ocorrem em moléculas polares, ocorrem devido ao movimento de partículas subatômicas, principalmente elétrons, quando se movem entre as moléculas.

Devido a esse fenômeno, em questão de instantes, os elétrons podem se acumular em uma extremidade da espécie química, concentrando-se em áreas específicas da molécula e dando-lhe uma espécie de carga parcial, gerando certos dipolos e fazendo com que as moléculas fiquem bem próximas umas das outras. um ao outro.

Polaridade e simetria

No entanto, esse pequeno dipolo não se forma em compostos unidos por ligações covalentes apolares, pois a diferença entre suas eletronegatividades é praticamente zero ou totalmente zero.

No caso de moléculas ou ligações formadas por dois átomos iguais, ou seja, quando suas eletronegatividades são idênticas, a diferença entre elas é zero.

Nesse sentido, as ligações são classificadas como covalentes apolares quando a diferença de eletronegatividades entre os dois átomos que compõem a ligação é menor que 0,5.

Ao contrário, quando essa subtração resulta em um valor entre 0,5 e 1,9, é caracterizada como polar covalente. Ao passo que, quando essa diferença resulta em um número maior que 1,9, ela é definitivamente considerada como uma ligação ou composto de natureza polar.

Assim, este tipo de ligações covalentes é formado graças ao compartilhamento de elétrons entre dois átomos que cedem sua densidade de elétrons igualmente.

Por esse motivo, além da natureza dos átomos envolvidos nessa interação, as espécies moleculares que estão ligadas por esse tipo de ligação tendem a ser bastante simétricas e, portanto, essas ligações costumam ser bastante fortes.

Como a ligação covalente apolar é formada?

Em geral, as ligações covalentes se originam quando um par de átomos participa do compartilhamento de pares de elétrons, ou quando a distribuição da densidade eletrônica é igual entre as duas espécies atômicas.

O modelo de Lewis descreve essas uniões como interações que têm dupla finalidade: os dois elétrons são compartilhados entre o par de átomos envolvidos e, ao mesmo tempo, preenchem o nível de energia mais externo (camada de valência) de cada um deles, concedendo-lhes maior estabilidade.

Como esse tipo de ligação se baseia na diferença de eletronegatividades entre os átomos que a compõem, é importante saber que os elementos com maior eletronegatividade (ou mais eletronegativos) são os que atraem elétrons com mais força uns para os outros.

Esta propriedade tende a aumentar na tabela periódica no sentido esquerda-direita e no sentido ascendente (bottom-up), de forma que o elemento considerado o menos eletronegativo da tabela periódica é o frâncio (aproximadamente 0,7 ) e aquele com a maior eletronegatividade é o flúor (aproximadamente 4,0).

Essas ligações ocorrem mais comumente entre dois átomos pertencentes a não metais ou entre um não metal e um átomo de natureza metalóide.

Pedidos e energia

De um ponto de vista mais interno, em termos de interações de energia, pode-se dizer que um par de átomos se atraem e formam uma ligação se esse processo resultar em uma diminuição da energia do sistema.

Da mesma forma, quando as condições dadas favorecem que os átomos que estão interagindo se atraiam, eles se aproximam e é aí que o vínculo é produzido ou formado; desde que esta aproximação e subsequente união envolvam uma configuração que tem menos energia do que a ordem inicial, na qual os átomos foram separados.

A maneira como as espécies atômicas se combinam para formar moléculas é descrita pela regra do octeto, proposta pelo físico-químico norte-americano Gilbert Newton Lewis.

Esta famosa regra afirma principalmente que um átomo diferente de hidrogênio tem uma tendência a se ligar até que seja cercado por oito elétrons em sua camada de valência.

Isso significa que a ligação covalente se origina quando cada átomo carece de elétrons suficientes para preencher seu octeto, ou seja, quando eles compartilham seus elétrons.

Esta regra tem suas exceções, mas geralmente depende da natureza dos elementos envolvidos no link.

Tipos de elementos que formam a ligação covalente não polar

Quando uma ligação covalente apolar é formada, dois átomos do mesmo elemento ou de elementos diferentes podem ser unidos compartilhando elétrons de seus níveis de energia mais externos, que são aqueles disponíveis para formar ligações.

Quando ocorre essa união química, cada átomo tende a adquirir a configuração eletrônica mais estável, que é a que corresponde aos gases nobres. Portanto, cada átomo geralmente "busca" adquirir a configuração de gás nobre mais próxima da tabela periódica, com menos ou mais elétrons do que sua configuração original.

Assim, quando dois átomos do mesmo elemento se unem para formar uma ligação covalente apolar, é porque essa união lhes dá uma configuração menos energética e, portanto, mais estável.

O exemplo mais simples deste tipo é o do gás hidrogênio (H₂), embora outros exemplos sejam gases de oxigênio (O₂) e nitrogênio (N₂).

Ligações covalentes não polares de átomos diferentes

Uma ligação não polar também pode ser formada entre dois elementos não metálicos ou um metalóide e um elemento não metálico.

No primeiro caso, os elementos não metálicos são constituídos por aqueles que pertencem a um grupo seleto da tabela periódica, entre os quais estão halogênios (iodo, bromo, cloro, flúor), gases nobres (rádon, xenônio, criptônio , argônio, néon, hélio) e alguns outros como enxofre, fósforo, nitrogênio, oxigênio, carbono, entre outros.

Um exemplo disso é a ligação de átomos de carbono e hidrogênio, a base para a maioria dos compostos orgânicos.

No segundo caso, os metalóides são aqueles que possuem características intermediárias entre os não-metais e as espécies pertencentes aos metais da tabela periódica. Entre eles estão: germânio, boro, antimônio, telúrio, silício, entre outros.

Exemplos

Pode-se dizer que existem dois tipos de ligações covalentes. Embora na prática não haja nenhuma diferença entre eles, são:

-Quando átomos idênticos formam uma ligação.

-Quando dois átomos diferentes se unem para formar uma molécula.

Entre átomos idênticos

No caso de ligações covalentes não polares que ocorrem entre dois átomos idênticos, a eletronegatividade de cada um não importa muito, porque eles serão sempre exatamente iguais, então a diferença de eletronegatividades será sempre zero.

É o caso de moléculas gasosas como hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, flúor, cloro, bromo, iodo.

Entre diferentes átomos

Ao contrário, quando são uniões entre átomos diferentes, suas eletronegatividades devem ser levadas em consideração para classificá-los como apolares.

É o caso da molécula de metano, onde o momento dipolar formado em cada ligação carbono-hidrogênio é cancelado por razões de simetria. Isso significa a falta de separação de cargas, de modo que não podem interagir com moléculas polares como a água, tornando essas moléculas e outros hidrocarbonetos polares hidrofóbicos.

Outras moléculas não polares são: tetracloreto de carbono (CCl₄), pentano (C₅H₁₂), etileno (C₂H₄), dióxido de carbono (CO₂), benzeno (C₆H₆) e tolueno (C₇H₈).

Referências

Bettelheim, F. A., Brown, W. H., Campbell, M. K., Farrell, S. O. e Torres, O. (2015). Introdução à Geral, Orgânica e Bioquímica. Recuperado de books.google.co.ve
LibreTexts. (s.f.). Ligações covalentes. Obtido em chem.libretexts.org
Brown, W., Foote, C., Iverson, B., Anslyn, E. (2008). Química orgânica. Recuperado de books.google.co.ve
ThoughtCo. (s.f.). Exemplos de moléculas polares e não polares. Obtido em Thoughtco.com
Joesten, M. D., Hogg, J. L. e Castellion, M. E. (2006). The World of Chemistry: Essentials: Essentials. Recuperado de books.google.co.ve
Wikipedia. (s.f.). Ligação covalente. Obtido em en.wikipedia.org