Química · 9.ª–12.ª classe

O que é a ligação covalente?

  • 8 min de leitura
  • 4 exemplos resolvidos
  • 5 exercícios com solução
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Resposta curta

A ligação covalente é a ligação química em que dois átomos partilham pares de eletrões de valência, em regra entre não metais. Assim, cada átomo completa a sua última camada. Exemplos: H2O, O2, CO2 e CH4. Pode ser simples, dupla ou tripla, conforme o número de pares partilhados.

Definição e características

Quando dois átomos de não metais se aproximam, nenhum deles tem tendência suficiente para arrancar eletrões ao outro. Em vez disso, cada um contribui com eletrões para pares partilhados que passam a pertencer aos dois núcleos. Com isso, cada átomo fica com a camada de valência completa (8 eletrões, ou 2 no caso do hidrogénio).

Ligações simples, duplas e triplas

TipoPares partilhadosExemploRepresentação
Simples1H2, HCl, CH4H–H
Dupla2O2, CO2O=O
Tripla3N2N≡N

Quanto maior o número de pares partilhados, mais curta e mais forte é a ligação.

Número de ligações habitual de cada átomo

O número de ligações covalentes que um átomo forma é, em geral, o número de eletrões que lhe faltam para o octeto.

ÁtomoEletrões de valênciaFaltamLigações habituais
H111
C444
N533
O622
F, Cl711

Ligação covalente polar e apolar

  • Apolar: os átomos têm a mesma eletronegatividade (Cl–Cl, O=O). O par fica a meio.
  • Polar: átomos diferentes, e o par é atraído mais para o mais eletronegativo (H–Cl, O–H). Esse átomo fica com uma carga parcial negativa (δ−) e o outro com uma carga parcial positiva (δ+).

Propriedades das substâncias moleculares

Nas substâncias moleculares (água, oxigénio, metano), as forças entre moléculas são fracas. Por isso têm, em geral, pontos de fusão e de ebulição baixos, são gases, líquidos ou sólidos moles e não conduzem corrente no estado puro. Há também substâncias covalentes em rede, como o diamante e o quartzo (SiO2), onde todos os átomos estão ligados numa estrutura gigante: são muito duras e têm pontos de fusão muito elevados.

Exemplos do quotidiano

  • Água (H2O): duas ligações simples O–H, polares.
  • Gás de cozinha: o butano é formado por átomos de carbono e hidrogénio unidos por ligações covalentes.
  • Oxigénio e azoto do ar: O2 (ligação dupla) e N2 (tripla).
  • Açúcar (sacarose): composto molecular de carbono, hidrogénio e oxigénio.

Exemplos resolvidos

Exemplo 1 — A molécula de água

Enunciado: Explique a ligação na água, H2O (H: grupo 1; O: grupo 16).

Resolução:

  1. O tem 6 eletrões de valência e precisa de 2 para o octeto; cada H tem 1 e precisa de 1.
  2. O oxigénio partilha um par com cada hidrogénio: duas ligações simples.
  3. Resultam 4 eletrões partilhados e 4 eletrões não ligantes (dois pares) no oxigénio: 2 × 2 + 4 = 8 à volta do O.
  4. O oxigénio é mais eletronegativo, por isso as ligações O–H são polares.

Resposta: duas ligações covalentes simples polares. Verificação: O fica com 8 eletrões e cada H com 2.

Exemplo 2 — Quantas ligações no dióxido de carbono?

Enunciado: Na molécula CO2, o carbono (4 eletrões de valência) liga-se a dois átomos de oxigénio (6 eletrões cada). Que tipo de ligações existem?

Resolução:

  1. O carbono precisa de 4 eletrões e há dois oxigénios, logo cada O liga-se por 2 pares ao C.
  2. Cada oxigénio precisa de 2 eletrões, que obtém com esses 2 pares.
  3. Estrutura: O=C=O.

Resposta: duas ligações duplas. Verificação: C tem 2 × 2 = 4 pares (8 eletrões) e cada O tem 2 pares partilhados + 2 pares livres = 8 eletrões.

Exemplo 3 — Prever a fórmula de um composto

Enunciado: Preveja a fórmula do composto formado por azoto (grupo 15) e hidrogénio.

Resolução:

  1. O azoto precisa de 3 eletrões (8 − 5 = 3), logo forma 3 ligações.
  2. Cada hidrogénio forma 1 ligação.
  3. São precisos 3 átomos de H por cada N.

Resposta: NH3 (amoníaco). Verificação: N com 3 ligações e 1 par livre: 6 + 2 = 8 eletrões.

Exemplo 4 — Polar ou apolar?

Enunciado: Classifique a ligação em Cl–Cl, H–Cl e C–O quanto à polaridade.

Resolução:

  1. Cl–Cl: átomos iguais, a mesma eletronegatividade: apolar.
  2. H–Cl: o cloro é bem mais eletronegativo do que o hidrogénio: polar, com δ− no Cl.
  3. C–O: o oxigénio é mais eletronegativo do que o carbono: polar, com δ− no O.

Resposta: Cl–Cl apolar; H–Cl e C–O polares. Verificação: só há ligações apolares entre átomos do mesmo elemento (ou com eletronegatividades muito parecidas).

Erros frequentes

  • Dizer que há transferência de eletrões. Na covalente há partilha; a transferência é da iónica.
  • Contar os eletrões partilhados só uma vez. Num par partilhado, os 2 eletrões contam para os dois átomos.
  • Confundir ligação polar com molécula polar. O CO2 tem ligações polares, mas é uma molécula apolar por ser linear e simétrica.
  • Esquecer os pares não ligantes (por exemplo, os dois pares do oxigénio na água).
  • Achar que as substâncias covalentes são todas moles. O diamante é uma rede covalente e é duríssimo.
  • Atribuir mais do que 4 ligações ao carbono num composto simples.

Exercícios propostos

Tente resolver primeiro no caderno; depois confira.

1Exercício 1

Quantas ligações covalentes forma o cloro em HCl e que tipo de ligação é?

Ver solução

O cloro (7 eletrões de valência) forma 1 ligação. A ligação H–Cl é covalente simples polar, com δ− no cloro.

2Exercício 2

Escreva a fórmula do composto de carbono e hidrogénio com ligações simples apenas, em que o carbono forma o número habitual de ligações.

Ver dica

O carbono forma 4 ligações.

Ver solução

CH4 (metano): C ligado a 4 átomos de H.

3Exercício 3

O oxigénio, O2, e o azoto, N2, são moléculas diatómicas. Compare o número de pares partilhados e diga em qual a ligação é mais forte.

Ver solução

O2: 2 pares (dupla). N2: 3 pares (tripla). A ligação tripla é mais curta e mais forte, por isso a ligação em N2 é mais forte.

4Exercício 4

Indique, justificando, se cada substância é covalente: K2O, CCl4, SO2, MgBr2.

Ver solução

Covalentes: CCl4 e SO2 (só não metais). K2O e MgBr2 têm um metal e um não metal e são iónicos.

5Exercício 5

O diamante e o iodo (I2) são ambos substâncias covalentes, mas o diamante é duríssimo e o iodo é um sólido que se parte facilmente. Explique.

Ver solução

No diamante todos os átomos de carbono estão ligados entre si numa rede covalente gigante, com ligações fortes em todas as direções. No iodo existem moléculas I2 separadas, unidas entre si por forças fracas, que se vencem com facilidade.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre ligação covalente e conceitos parecidos?

Na covalente os átomos partilham eletrões; na iónica um átomo transfere eletrões a outro e os iões atraem-se. A covalente dá moléculas (ou redes covalentes), a iónica dá redes de iões.

Onde se aplica a ligação covalente na prática?

Em quase toda a química orgânica e biológica: combustíveis, plásticos, açúcares, proteínas, o ADN. É também a ligação da água e dos gases do ar.

Que erros os estudantes cometem sobre ligação covalente?

Confundir partilha com transferência, esquecer os pares livres e achar que ligação polar implica sempre molécula polar. Veja a secção «Erros frequentes».

Resumo

  • Ligação covalente: partilha de pares de eletrões, em regra entre não metais.
  • Pode ser simples, dupla ou tripla; mais pares partilhados, ligação mais forte e curta.
  • É apolar entre átomos iguais e polar entre átomos de eletronegatividades diferentes.
  • As substâncias moleculares têm pontos de fusão baixos e não conduzem corrente; as redes covalentes (diamante) são muito duras.
  • O número habitual de ligações: H 1, O 2, N 3, C 4, halogéneos 1.

Onde aprofundar

  • Manual de Química da sua classe e programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola) — confirme a edição em vigor.
  • O manual aberto OpenStax Chemistry (em inglês), capítulo sobre ligação covalente.
  • A IUPAC, para terminologia e nomenclatura.

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