Ligação Covalente: o que é e entenda a dativa e coordenada

Uma ligação covalente, também denominada molecular, ocorre quando elementos não-metálicos, também chamados de ametais, tendem ambos a receber elétrons e por isso, acabam compartilhando pares de elétrons da camada de valência (CV) entre si, formando, assim, moléculas como mostra a Figura 1. No caso, o oxigênio compartilha 2 elétrons, enquanto o nitrogênio compartilha 3, para adquirirem estabilidade eletrônica.

Figura 1: Representação esquemática molécula de O₂ e N₂.

Um exemplo de ligação covalente é a que ocorre na molécula de água, onde ocorre a reação entre um átomo de oxigênio (O) com dois átomos de hidrogênio (H) formando uma molécula de H₂O. A equação química abaixo correspondente à reação de formação de uma molécula de água.

H₂ + ½ O₂ → H₂O

A fim de adquirir a estabilidade eletrônica, os átomos em uma ligação covalente compartilham elétrons até adquirir a configuração de um gás nobre, seguindo assim a regra do octeto.

Por exemplo, o átomo de oxigênio apresenta seis elétrons na sua camada de valência, necessitando, portanto, de mais dois átomos para completar o octeto. O nitrogênio, por outro lado, possui apenas cinco elétrons em sua camada de valência, necessitando, assim, de mais três elétrons para completar o octeto.

A ligação covalente, pode ser representada das seguintes formas:

• Fórmula molecular: é a forma mais simples de representação e mostra quais e quantos átomos têm a molécula.
• Fórmula eletrônica, fórmula de Lewis ou estrutura de Lewis: essa fórmula mostra todos os átomos presentes na molécula, os elétrons da camada de valência de cada átomo e a formação dos pares eletrônicos. O compartilhamento de elétrons pelos átomos é representado através de bolinhas (•) dentro de retângulos.
• Fórmula estrutural plana: cada par de elétrons entre dois átomos é representado por um traço ( – ) que unem os átomos participantes da ligação. Essa representação é chamada fórmula estrutural de Couper.

A Tabela 2 mostra a classificação e representação dos diferentes tipos de ligação química.

Tabela 2: Classificação das ligações químicas.

A Tabela 3 exemplifica cada uma das diferentes representações descritas acima para as ligações covalentes.

Tabela 3: Representações da ligação covalente.

A ligação covalente coordenada ou dativa ocorre quando um átomo que já se encontra estável compartilha um par de elétrons com outro átomo. Essa ligação é representada por uma seta (→), como mostrado na molécula de SO₂.

Ligação covalente.

Estruturas de ressonância, também chamadas de mesomeria, ocorrem quando é possível desenhar mais de uma estrutura de Lewis para um determinado composto covalente. Nessas estruturas, a posição dos átomos vai permanecer a mesma. O que irá diferenciar uma estrutura da outra é o número e a localização das ligações e dos pares eletrônicos isolados. A estrutura real da molécula será uma média das estruturas de ressonância que podem ser desenhadas. Observe na Figura 2 os exemplos para a ressonância do benzeno e do íon nitrato.

Figura 2: Ressonância para a molécula do benzeno e do íon nitrato

Devemos nos atentar à algumas exceções à teoria do octeto. O boro, por exemplo, sempre se estabilizará com apenas 6 elétrons na camada de valência.

Já o berílio se contenta com apenas 4 elétrons na última camada. Não podemos nos esquecer dos elementos como o fósforo e o enxofre que se estabilizam com 10 e 12 elétrons na camada de valência.

Em alguns casos, como nos compostos NO, NO₂ e ClO₂, por exemplo, teremos um número ímpar de elétrons na camada de valência, como mostrado na estrutura abaixo. No caso, o nitrogênio se estabiliza com 7 elétrons na última camada.

Outra exceção importante ocorre para os compostos dos gases nobres. Alguns deles, como o XeF₂ e o XeF₄, formam compostos estáveis mesmo já possuindo 8 elétrons na camada de valência.

Finalmente, temos o alumínio que em alguns casos ficará estável com 6 elétrons na última camada, formando apenas 3 ligações covalentes.

Algumas das principais propriedades dos compostos covalentes são citadas a seguir:

• Na natureza, estes compostos podem estar no estado sólido, líquido ou gasoso.
• Possuem baixos pontos de fusão e ebulição.
• São maus condutores de eletricidade quando dissolvidos ou derretidos (com exceção do grafite).
• São bons isolantes térmicos e elétricos.
• Muitos compostos covalentes, em especial os compostos orgânicos, são inflamáveis e queimam ao receber calor. Isso ocorre por causa da presença de átomos de carbono e hidrogênio que se combinam com o oxigênio em altas temperaturas.