Química · 9.ª–12.ª classe

O que é uma ligação química?

  • 8 min de leitura
  • 3 exemplos resolvidos
  • 5 exercícios com solução
  • Atualizado em

Resposta curta

Uma ligação química é a força de atração que mantém unidos átomos ou iões, formando moléculas, cristais ou metais. Resulta da interação entre os eletrões e os núcleos dos átomos e dá origem a um sistema mais estável (de menor energia) do que os átomos separados. Os tipos principais são a ligação iónica, a covalente e a metálica.

Definição e características

Os átomos isolados raramente são a forma mais estável da matéria. À exceção dos gases nobres, os átomos tendem a combinar-se. Quando dois átomos se aproximam, os eletrões de um são atraídos pelo núcleo do outro. Se essa atração compensar as repulsões (entre núcleos e entre eletrões), o conjunto passa a ter menos energia do que os átomos separados e forma-se a ligação.

Por isso, para quebrar uma ligação é preciso fornecer energia, e quando ela se forma liberta-se energia.

Definição formal e explicação simples

  • Formal: interação eletrostática entre eletrões e núcleos que mantém átomos ou iões unidos numa estrutura estável, com menor energia do que as partículas separadas.
  • Simples: é a «cola» invisível entre átomos, feita com os eletrões da última camada (eletrões de valência).

Porque é que os átomos se ligam

Muitos átomos ficam estáveis quando têm 8 eletrões na última camada (regra do octeto), como os gases nobres. Para o conseguir, podem:

  • ceder eletrões (comum nos metais);
  • ganhar eletrões (comum nos não metais);
  • partilhar eletrões (comum entre não metais).

A regra do octeto é uma orientação útil, mas tem exceções (o hidrogénio fica estável com 2 eletrões, e há moléculas como o BF3 em que o boro fica com 6).

Os três tipos principais

TipoQuem se ligaO que acontece aos eletrõesExemplo
Iónicametal + não metaltransferência de eletrõesNaCl
Covalentenão metal + não metalpartilha de pares de eletrõesH2O, O2
Metálicametal + metaleletrões deslocalizados, partilhados por todo o metalCu, Fe

Nota

As forças intermoleculares (como as pontes de hidrogénio) não são ligações químicas no sentido estrito: ocorrem entre moléculas e são muito mais fracas.

Exemplos do quotidiano

  • Sal de cozinha (NaCl): o sódio cede um eletrão ao cloro. Ficam Na+ e Cl−, que se atraem. É uma ligação iónica.
  • Água (H2O): o oxigénio partilha um par de eletrões com cada hidrogénio. É covalente.
  • Oxigénio do ar (O2): dois átomos de oxigénio partilham dois pares de eletrões (ligação dupla).
  • Fio de cobre de um cabo elétrico: os eletrões de valência movem-se livremente entre os átomos, o que explica a condução elétrica. É ligação metálica.

Importância e aplicações

Compreender a ligação química permite prever propriedades: porque é que o sal se dissolve na água e o óleo não, porque é que os metais conduzem eletricidade, porque é que o diamante é duríssimo. Também explica as reações químicas: uma reação é, no fundo, quebrar ligações nos reagentes e formar ligações novas nos produtos.

Exemplos resolvidos

Exemplo 1 — Classificar o tipo de ligação

Enunciado: Indique o tipo de ligação predominante em MgO, Cl2 e Fe.

Resolução:

  1. MgO: o magnésio é metal e o oxigénio é não metal. Há transferência de eletrões: ligação iónica.
  2. Cl2: dois átomos de cloro (não metal), iguais. Partilham um par de eletrões: ligação covalente.
  3. Fe: só átomos de ferro, que é metal: ligação metálica.

Resposta: MgO iónica; Cl2 covalente; Fe metálica. Verificação: a pergunta «que tipos de átomos se ligam?» decide o tipo.

Exemplo 2 — Quantos eletrões se partilham?

Enunciado: Na molécula de azoto, N2, cada átomo (grupo 15) tem 5 eletrões de valência. Quantos pares de eletrões partilham?

Resolução:

  1. Cada N precisa de 8 − 5 = 3 eletrões para completar o octeto.
  2. Cada eletrão necessário é obtido por partilha de um par.
  3. Partilham-se 3 pares: ligação tripla (N≡N).

Resposta: 3 pares de eletrões. Verificação: cada átomo fica com 3 pares partilhados × 1 eletrão seu + 2 eletrões num par livre = 5 (eletrões seus), e vê 8 à sua volta (6 partilhados + 2 livres).

Exemplo 3 — Porque é que o néon não forma ligações?

Enunciado: Explique, com a regra do octeto, porque é que o néon (Z = 10) existe como átomos isolados.

Resolução:

  1. Distribuição do néon: 2, 8.
  2. A última camada já tem 8 eletrões (octeto completo).
  3. Não precisa de ceder, ganhar nem partilhar eletrões para ficar estável.

Resposta: o néon já tem a camada de valência completa, por isso não forma ligações em condições normais. Verificação: o mesmo acontece com o hélio, o árgon e os restantes gases nobres.

Erros e confusões frequentes

  • Pensar que a ligação é uma «peça» física. É uma interação elétrica, não um objeto entre os átomos.
  • Dizer que se liberta energia ao quebrar uma ligação. É o contrário: quebrar absorve energia, formar liberta energia.
  • Confundir ligação química com força intermolecular. As pontes de hidrogénio e outras forças entre moléculas são muito mais fracas.
  • Achar que todos os átomos cumprem o octeto. O hidrogénio fica com 2 eletrões e há outras exceções.
  • Classificar só pelo nome do composto. Veja que átomos se ligam: metal com não metal, ou só não metais, ou só metais.

Exercícios propostos

Tente resolver primeiro no caderno; depois confira.

1Exercício 1

Escreva a definição de ligação química com as suas palavras, incluindo as palavras «eletrões», «estável» e «energia».

Ver solução

Exemplo: ligação química é a atração que mantém átomos ou iões unidos, resultante da interação dos seus eletrões com os núcleos; o conjunto ligado é mais estável porque tem menos energia do que os átomos separados.

2Exercício 2

Classifique a ligação em cada substância: KBr, H2, Al.

Ver solução

KBr (metal + não metal): iónica. H2 (dois não metais iguais): covalente. Al (metal): metálica.

3Exercício 3

O oxigénio (grupo 16) forma a molécula O2. Quantos pares de eletrões partilham os dois átomos?

Ver dica

Quantos eletrões faltam a cada átomo para o octeto?

Ver solução

Cada O tem 6 eletrões de valência e precisa de mais 2. Partilham-se 2 pares: ligação dupla (O=O).

4Exercício 4

Indique se é preciso fornecer ou se se liberta energia quando (a) se formam ligações; (b) se quebram ligações.

Ver solução

(a) Quando se formam ligações liberta-se energia. (b) Para quebrar ligações é necessário fornecer energia.

5Exercício 5

O sódio (Z = 11) liga-se ao cloro (Z = 17). Descreva o que acontece aos eletrões e escreva os iões formados.

Ver solução

Na: 2, 8, 1 cede 1 eletrão e dá Na+ (2, 8). Cl: 2, 8, 7 recebe esse eletrão e dá Cl− (2, 8, 8). A atração entre os iões de carga oposta é a ligação iónica.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre ligação química e conceitos parecidos?

A ligação química une átomos ou iões e é forte. A força intermolecular une moléculas já formadas e é bem mais fraca. Por exemplo, a ligação O–H dentro da água é química; a atração entre duas moléculas de água é intermolecular.

Onde se aplica a ligação química na prática?

Na escolha de materiais (porque o cobre se usa em fios e o plástico em isolamento), na culinária (dissolver sal ou açúcar), na produção de medicamentos e de combustíveis, e em qualquer reação química, pois reagir é quebrar e formar ligações.

Que erros os estudantes cometem sobre ligação química?

Os mais comuns são julgar que quebrar uma ligação liberta energia, aplicar a regra do octeto a todos os átomos sem exceção e classificar a ligação sem olhar para os átomos envolvidos.

Resumo

  • Ligação química é a força de atração que mantém átomos ou iões unidos.
  • Forma-se porque o conjunto ligado tem menos energia e é mais estável.
  • Os eletrões de valência são os que participam na ligação.
  • Os tipos principais são iónica (transferência), covalente (partilha) e metálica (eletrões deslocalizados).
  • Formar ligações liberta energia; quebrá-las exige energia.

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), capítulos sobre ligações químicas.
  • A IUPAC, para a terminologia e a nomenclatura química.

Continue a estudar

9.ª–12.ª classe8 min

O que é a ligação iónica?

A ligação iónica é a atração elétrica entre iões de carga oposta, formados quando um metal cede eletrões a um não metal. O metal torna-se catião (positivo) e o não…

4 exemplos5 exercícios com solução

9.ª–12.ª classe8 min

O que é a ligação covalente?

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…

4 exemplos5 exercícios com solução

9.ª–12.ª classe9 min

Como desenhar estruturas de Lewis?

Passos: some os eletrões de valência de todos os átomos (ajuste pela carga), escolha o átomo central, una-o aos outros por ligações simples, complete o octeto dos…

5 exemplos5 exercícios com solução

Ver tudo de Química · Capítulo: Ligações químicas e estrutura molecular