Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

hidrogênio pode adquirir uma configuração eletrônbica do hélio (2 elétrons de valência 1s) quando
os átomos de carbono compartilham com ele 1 elétron. O carbono agora tem 4 elétrons
compartilhados adicionais, 1 de cada átomo de hidrogênio, para um total de 8 elétrons de valência e
estrutura eletrônica do neon. A ligação covalente é direcional; isto é, é entre átomos específicos e
pode existir apenas na direção entre um átomo e um outro que participa no compartilhamento
eletrônico.
Figura 2.10 - Representação esquemática da ligação covalente numa molécula de metano (CH 4 ).
Muitas moléculas elementares não-metálicas (H 2 , Cl 2 , F 2 , etc..) bem como moléculas
contendo átomos dissimilares, tais como CH 4 , H 2 O, HNO 3 e HF, são covalentemente ligadas. Além
disso, este tipo de ligação é encontrado em sólidos elementares tais como diamante (carbono),
silício e germânio e outros compostos sólidos constituídos de elementos que estão localizados no
lado direito da tabela periódica, tais como arsenieto de gálio (GaAs), antimonieto de índio (InSb), e
carbeto de silício (SiC).
O número de ligações covalentes que são possíveis para um particular átomo é
determinado pelo número de elétrons de valência. Para N' elétrons de valência, um átomo pode se
ligar covalentemente com no máximo 8 - N' outros átomos. Por exemplo, N' = 7 para o cloro, e 8
- N' = 1, o que significa que 1 átomo de Cl pode ser ligar apenas com 1 outro átomo, como em
Cl 2 . Similarmente, para o carbono, N' = 4, e cada átomo de carbono tem 8 - 4, ou 4, elétrons para
compartilhar. Diamante é simplesmente a estrutura de interconexão tridimensional onde cada átomo
de carbono se liga covalentemente com outros 4 átomos de carbono. Este arranjo está representado
na figura 13.5.
Ligações covalentes pode ser muito fortes, como no diamante, que é muito duro e tem
uma muito alta temperatura de fusão, > 3550 o C (6400 o F), ou elas podem ser muito fracas, como
no bismuto, que se funde a 270 o C (518 o F). Energias de ligação e temperaturas de fusão para uns
poucos materiais covalentemente ligados estão apresentados na Tabela 2.3. Materiais poliméricos
tipificam esta ligação, a estrutura molecular básica sendo um longa cadeia de átomos de carbono
que estão covalentemente ligados entre si com 2 de suas 4 ligações disponíveis por átomo. As 2
remanescentes ligações normalmente são compartilhadas com outros átomos, que estão também
covalentemente ligados. Estruturas moleculares poliméricas são discutidas em detalhe no Capítulo
15.
Figura 13.5 - Uma célula unitária para a estrutura cristalina cúbica do diamante.
É possível ter ligações interatômicas que são parcialmente iônicas e parcialmente
covalente, e, de fato, muito poucos compostos exibem ligação iônica pura ou ligação covalente pura.
Para um composto, o grau de cada tipo de ligação depende das posições relativas dos átomos
constituintes na tabela periódica (Figura 2.6). Quanto maior a separação (tanto horizontalmente -
relativo ao Grupo IVA - quanto verticalmente) a partir do canto esquerdo inferior para o canto
direito superior, tanto mais iônica é a ligação; ou, quanto mais próximos estiverem os átomos entre
si, tanto maior será o grau de covalência.