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Parâmetros de ligação
Em química, é importante entender como os átomos se unem para formar moléculas. Essa ligação é determinada por vários fatores, conhecidos como parâmetros de ligação, que nos ajudam a entender a natureza das ligações químicas. Esses parâmetros incluem comprimento da ligação, ângulo da ligação, energia da ligação, ordem da ligação e polaridade. Compreender esses parâmetros ajuda os alunos a preverem a estrutura molecular e as propriedades das substâncias.
Comprimento da ligação
Comprimento da ligação é a distância entre os núcleos de dois átomos ligados. É um indicador importante da força e estabilidade de uma ligação. O comprimento da ligação pode ser afetado pelo tamanho dos átomos e pela ordem da ligação. Geralmente, à medida que o tamanho dos átomos aumenta, o comprimento da ligação também aumenta. Por outro lado, à medida que a ordem da ligação aumenta, o comprimento da ligação diminui. Isso ocorre porque ligações duplas são mais curtas que ligações simples, e ligações triplas são mais curtas que ligações duplas.
Exemplo: O comprimento da ligação de uma ligação simples CC é de aproximadamente 154 pm. O comprimento da ligação de uma ligação dupla C=C é de aproximadamente 134 pm. O comprimento da ligação de uma ligação tripla C≡C é de aproximadamente 120 pm.
Analisando o comprimento da ligação
Ângulo da ligação
O ângulo da ligação é o ângulo formado entre três átomos em pelo menos duas ligações. Assim como o comprimento da ligação, os ângulos de ligação são importantes porque determinam a forma da molécula. A teoria VSEPR (repulsão dos pares de elétrons da camada de valência) ajuda a prever o ângulo de ligação. De acordo com essa teoria, pares de elétrons ao redor de um átomo central se arranjarão o mais distante possível um do outro para minimizar as forças de repulsão.
Exemplo: Em uma molécula de água (H2O), o ângulo de ligação entre HOH é de aproximadamente 104,5°. No dióxido de carbono (CO2), o ângulo de ligação entre OCO é de 180°, tornando-a linear.
Visualização dos ângulos de ligação
Energia de ligação
Energia de ligação refere-se à quantidade de energia necessária para quebrar um mole de ligações em moléculas gasosas. É uma medida direta da força da ligação: quanto maior a energia de ligação, mais forte a ligação. Diferentes ligações têm diferentes energias de ligação afetadas por fatores como a ordem da ligação e o comprimento da ligação. Ligações mais fortes com ordens de ligação mais altas geralmente têm energias de ligação mais altas.
Exemplo: A energia de ligação de uma ligação CH é de cerca de 413 kJ/mol. Para uma ligação dupla C=O, é de aproximadamente 743 kJ/mol.
Visualização da energia de ligação
Ordem da ligação
Ordem da ligação é uma indicação do número de ligações químicas entre um par de átomos. Ordens de ligação mais altas indicam ligações mais fortes e curtas. É calculada dividindo a diferença entre o número de elétrons de ligação e de antiligação por dois. Em moléculas diatômicas simples ou entidades, pode ser igual ao número de pares de elétrons compartilhados.
Exemplo: Para uma ligação simples (HH) em H2, a ordem da ligação é 1. Para uma ligação dupla (O=O) em O2, a ordem da ligação é 2. Para uma ligação tripla (N≡N) em N2, a ordem da ligação é 3.
Analisando a ordem da ligação
Polaridade da ligação
A polaridade da ligação ocorre quando há uma diferença de eletronegatividades entre átomos ligados. Em ligações covalentes polares, os elétrons não são compartilhados igualmente, resultando em uma carga parcial. Ligações apolares envolvem o compartilhamento igual de elétrons. O grau de polaridade afeta as propriedades físicas dos compostos, como seu estado, ponto de ebulição e solubilidade.
Exemplo: Em uma ligação H-Cl, o átomo de cloro é mais eletronegativo, tornando-se parcialmente negativo, enquanto o hidrogênio é parcialmente positivo. Em uma ligação NH na amônia (NH3), o nitrogênio é mais eletronegativo que o hidrogênio, criando um dipolo.
Visualização da polaridade da ligação
Conclusão
Compreender os parâmetros de ligação é a chave para entender como e por que as substâncias se comportam da maneira que fazem. Ao analisar comprimentos de ligação, ângulos de ligação, energias de ligação, ordens de ligação e polaridade, podemos prever e explicar as estruturas e propriedades de vários compostos químicos. Essa compreensão é fundamental para os alunos à medida que avançam no estudo da química e passam a lidar com interações e reações moleculares mais complexas.