Ligação covalente não polar: características, formação, tipos

Uma ligação covalente não polar é um tipo de ligação química na qual dois átomos com eletronegatividade semelhante compartilham elétrons para formar uma molécula. É encontrado em um grande número de compostos com características diferentes, estando entre os dois átomos de nitrogênio que formam as espécies gasosas (N 2 ) e entre os átomos de carbono e hidrogênio que mantêm a molécula de gás metano unida (CH 4 ) , bem como entre muitas outras substâncias.

É conhecida como eletronegatividade à propriedade possuída por elementos químicos que se refere a quão grande ou pequena é a capacidade dessas espécies atômicas de atrair densidade eletrônica para si mesmas.

Ligação covalente não polar: características, formação, tipos 1

Ligação covalente não polar do metano. Por CNX OpenStax [CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)], via Wikimedia Commons

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

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

-Os seus átomos não estão ligados por ligações polares.

-Sim, possui links polares , mas estes foram orientados de forma tão simétrica que um cancela o momento dipolar do outro.

Ligação covalente não polar: características, formação, tipos 2

Por Jacek FH [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) ou CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], do Wikimedia Commons

Da mesma forma, há um grande número de substâncias nas quais suas moléculas permanecem ligadas umas às outras na estrutura do composto, seja na fase líquida, gasosa ou sólida.

Quando isso acontece, isso se deve em grande parte às chamadas forças ou interações de van der Waals , além das condições de temperatura e pressão nas quais a reação química é realizada.

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

Devido a esse fenômeno, em questão de momentos, os elétrons podem se acumular em uma extremidade da espécie química, concentrando-se em áreas específicas da molécula e dando a ela uma espécie de carga parcial, gerando certos dipolos e fazendo com que as moléculas fiquem razoavelmente próximas à molécula. um para o outro.

Polaridade e simetria

No entanto, este pequeno dipolo não é formado em compostos ligados por ligações covalentes não polares, porque a diferença entre suas eletronegatividades é praticamente zero ou completamente zero.

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

Nesse sentido, as ligações são classificadas como covalentes não polares quando a diferença de eletronegatividade entre os dois átomos que compõem a junção é menor que 0,5.

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

Portanto, esse tipo de ligação covalente é formado graças ao compartilhamento de elétrons entre dois átomos que produzem sua densidade eletrônica igualmente.

Por esse motivo, além da natureza dos átomos envolvidos nessa interação, as espécies moleculares ligadas por esse tipo de vínculo tendem a ser bastante simétricas e, portanto, essas junções geralmente são bastante fortes.

Como é formada a ligação covalente não polar?

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 de elétrons ocorre igualmente entre as duas espécies atômicas.

O modelo de Lewis descreve essas uniões como interações que têm um objetivo duplo: os dois elétrons são compartilhados entre o par de átomos que intervêm 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 eletronegatividade entre os átomos que a constituem, é importante saber que os elementos com maior eletronegatividade (ou mais eletronegativa) são os que mais atraem elétrons entre si.

Essa propriedade tem a tendência de aumentar a tabela periódica na direção esquerda-direita e em uma direção ascendente (ascendente), de modo que o elemento considerado como o menos eletronegativo da tabela periódica seja o francium (aproximadamente 0,7 ) e aquele com maior eletronegatividade é o flúor (aproximadamente 4,0).

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

Ordenação e energia

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

Da mesma forma, quando as condições dadas favorecem a atração dos átomos, elas se aproximam e é quando o vínculo é produzido ou formado; desde que essa abordagem e união subsequente envolvam uma configuração que tenha menos energia que o arranjo inicial, no qual os átomos foram separados.

A maneira pela qual as espécies atômicas se combinam para formar moléculas é descrita pela regra do octeto, proposta pelo físico-químico nascido nos Estados Unidos Gilbert Newton Lewis .

Essa regra famosa afirma principalmente que um átomo que não seja o hidrogênio tem uma tendência a estabelecer ligações até estar cercado por oito elétrons em sua camada de valência.

Isso significa que a ligação covalente se origina quando cada átomo não possui elétrons suficientes para preencher seu octeto, é quando eles compartilham seus elétrons.

Essa regra tem suas exceções, mas, em termos gerais, depende da natureza dos elementos envolvidos no link.

Tipos de elementos que formam a ligação covalente não polar

Quando uma ligação covalente não polar é formada, dois átomos do mesmo ou de diferentes elementos podem ser unidos através do compartilhamento de elétrons de seus níveis de energia mais externos, que são os que estão disponíveis para formar ligações.

Quando essa união química ocorre, cada átomo tende a adquirir a configuração eletrônica mais estável, que corresponde a gases nobres. Portanto, cada átomo geralmente “procura” adquirir a configuração do gás nobre mais próximo 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 não polar, é porque essa união lhes dá uma configuração menos energética e, portanto, mais estável.

O exemplo mais simples de este é o gás hidrogénio (H 2 ), embora outros exemplos incluem oxigénio gasoso (O 2 ) e de azoto (N 2 ).

Ligações covalentes não polares de átomos diferentes

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

No primeiro caso, os elementos não metálicos são compostos daqueles que pertencem a um grupo seleto da tabela periódica, entre os quais 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 união de átomos de carbono e hidrogênio, a base da 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 na 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 elas não tenham diferença entre si. Estes são:

-Quando átomos idênticos formam uma ligação.

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

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

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

Pelo contrário, quando são uniões entre átomos diferentes, suas eletronegatividades devem ser levadas em consideração para classificá-las como não polares.

É o caso da molécula de metano, em que o momento dipolar formado em cada ligação carbono-hidrogênio é cancelado devido à simetria. Isso significa falta de separação de carga, para que eles não possam interagir com moléculas polares como a água, tornando hidrofóbicas essas moléculas e outros hidrocarbonetos polares.

Outras moléculas não polares são: tetracloreto de carbono (CCl 4 ), pentano (C 5 H 12 ), etileno (C 2 H 4 ), dióxido de carbono (CO 2 ), benzeno (C 6 H 6 ) e tolueno (C 7 H 8 ).

Referências

  1. Bettelheim, FA, Brown, WH, Campbell, MK, Farrell, SO e Torres, O. (2015). Introdução à Geral, Orgânica e Bioquímica. Recuperado de books.google.co.ve
  2. LibreTexts. (sf). Ligações covalentes Obtido em chem.libretexts.org
  3. Brown, W., Foote, C., Iverson, B., Anslyn, E. (2008). Química Orgânica Recuperado de books.google.co.ve
  4. ThoughtCo. (sf). Exemplos de moléculas polares e não polares. Obtido em thoughtco.com
  5. Joesten, MD, Hogg, JL e Castellion, ME (2006). O mundo da química: fundamentos: fundamentos. Recuperado de books.google.co.ve
  6. Wikipedia (sf). Ligação covalente Obtido em en.wikipedia.org

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