Ligações Iônicas, Covalentes vs Metálicas: Diferença e Comparação

Há tantas coisas na natureza que se unem para formar uma nova estrutura ou uma nova classe de elementos. Por exemplo: Considere a água, como ela é formada?

É formado pelo processo de ligação química em que 2 átomos de hidrogênio e 1 átomo de oxigênio se ligam para formar o estado líquido da água. A ligação química é importante para os organismos vivos e para o bom funcionamento de suas partes do corpo.

Principais lições

1. As ligações iônicas se formam entre os elementos metálicos e não metálicos através da transferência de elétrons, enquanto as ligações covalentes se formam entre os não metais através do compartilhamento de elétrons.
2. Ligações metálicas ocorrem entre átomos metálicos, envolvendo um mar de elétrons deslocalizados.
3. Compostos iônicos têm altos pontos de fusão e ebulição. Compostos covalentes têm pontos de fusão e ebulição mais baixos, e compostos metálicos têm pontos de fusão e ebulição variados.

Ligações iônicas x covalentes x metálicas

As ligações iônicas são formadas entre íons com cargas opostas. Esses íons podem ser formados pela transferência de um ou mais elétrons de um átomo para outro. As ligações covalentes são formadas quando os átomos compartilham um ou mais pares de elétrons. Este tipo de ligação ocorre entre dois átomos não metálicos. As ligações metálicas são formadas entre átomos de metais. Numa ligação metálica, os elétrons de valência não estão localizados em um átomo específico, mas são livres para se moverem por toda a rede metálica. 

Ligação Iônica é a transferência de elétrons de um átomo metálico para um átomo não metálico, por exemplo, considere o Cloreto de Sódio; O número atômico do sódio é 11 e a configuração eletrônica é 2,8,1 O sódio tem um elétron extra em sua camada mais externa.

Por outro lado, CloroO número atômico é 17 e a configuração eletrônica é 2,8,7 O cloro tem 7 elétrons em sua camada mais externa, portanto, o cloro precisa de mais um elétron para completar sua camada mais externa, para que todos os átomos fiquem estáveis.

Como o sódio tem um elétron extra quando o sódio reage com o cloro, o sódio doa esse elétron extra para o cloro. Neste processo, o Sódio se transforma em íons carregados positivamente (Na+ ) e após aceitar o elétron o Corino se torna íons carregados negativamente (Cl^-).

Esses dois íons de cargas opostas são mantidos por uma forte força eletrostática de atração conhecida como ligação iônica.

A Ligação covalente é formado quando dois ou mais átomos se unem pelo compartilhamento mútuo de elétrons. Por exemplo, considerando a formação do gás Oxigênio (O2), tomaremos 2 átomos de oxigênio, pois sabemos que o número de elétrons no Oxigênio é 8 e há 6 elétrons de valência na camada externa.

Quando essas duas camadas de valência externas que contêm 6 elétrons de oxigênio receberem mais 2 elétrons, ele será estável, pois sua Regra do Octeto será cumprida.

Para se estabilizar, esses dois átomos de oxigênio combinam e compartilham dois átomos de oxigênio mutuamente para formar o gás oxigênio, isso é chamado de ligação covalente.

A ligação metálica é a atração eletrostática entre os íons metálicos dispostos em uma estrutura de treliça (padrão de repetição regular) e a flutuação livre dos elétrons ao seu redor.

Em uma estrutura metálica, existem apenas íons metálicos, esses íons metálicos estão dispostos lado a lado em um padrão de repetição regular, e os elétrons flutuantes livres atuam como cola e mantêm a estrutura no lugar.

Esta é uma atração muito forte, portanto, o ponto de fusão e o ponto de ebulição dos metais são muito altos. Elétrons flutuantes são as razões pelas quais o metal é um bom condutor de eletricidade.

Tabela de comparação

Parâmetros de comparação	Ligação iônica	Ligação covalente	Ligação metálica
Formação	Metal e não metal	Dois não-metais	Carrega positivamente átomos e elétrons flutuantes
Polaridade	Alta	Baixo	Não polar
Forma da Molécula	Sem forma definida, estrutura de treliça	Forma definitiva	Sem forma definida
Exemplos	Cloreto de Sódio, Ácido Sulfúrico	Metano, ácido hidrocórico	Sódio, Magnésio
Ponto de fusão	Alto ponto de fusão	Baixo ponto de fusão	Alto Ponto de Fusão

O que é ligação iônica?

A ligação iônica ocorre quando há ganho e perda de elétrons entre um metal e um ametal, para que ocorra uma ligação iônica deve haver pelo menos um metal.

Por exemplo, um átomo de Magnésio perdeu dois elétrons e formou íons de Magnésio que são carregados positivamente e são íons metálicos; por outro lado, o átomo de oxigênio ganha dois elétrons e se torna um íon de óxido carregado negativamente e é um não-metal.

Esses dois átomos se atraem porque um é positivo e o outro é negativo e essa atração é chamada de ligação iônica.

O que é ligação covalente?

A ligação covalente ocorre apenas em não-metais, nunca pode ocorrer com os metais, ocorre quando dois ou mais de dois não-metais compartilham um par de elétrons mutuamente.

Por exemplo, temos dois átomos de cloro e as camadas externas desses átomos de cloro se sobrepõem e compartilham um par de elétrons para formar um elemento.

Os dois átomos estão unidos, o que forma uma ligação muito forte que os mantém juntos. Este tipo de ligação é chamada de ligação covalente.

O que é uma ligação metálica?

A ligação metálica ocorre entre metais, os metais perdem elétrons para formar íons positivos e os elétrons soltos tornam-se elétrons deslocalizados, o que significa que eles não estão mais ligados a nenhum íon e flutuam em um mar de elétrons deslocalizados.

Como os íons são positivos e os elétrons deslocalizados são negativos haverá uma atração entre eles. A atração eletrostática entre íons positivos e elétrons deslocalizados negativos é chamada de Ligação Metálica.

Principais diferenças entre ligações iônicas, covalentes e metálicas

1. Na ligação iônica, um átomo fornece elétrons para outro, na ligação covalente, dois átomos trocam elétrons de valência, enquanto na ligação metálica, a rede metálica compreende átomos que compartilham vários elétrons.
2. em jônico Energia de ligação de uma ligação é maior que a de uma ligação metálica, o mesmo acontece com a ligação covalente, enquanto na ligação metálica há menos energia de ligação do que em outras ligações primárias.
3. A ligação iônica é um condutor fraco, por outro lado, a ligação covalente é um condutor muito fraco, enquanto a ligação metálica é um condutor forte.
4. A ligação iônica pode estar no estado sólido, a ligação covalente pode estar no estado sólido, líquido e gasoso, enquanto as ligações metálicas podem estar apenas no estado sólido.
5. A ligação iônica não possui uma característica maleável, o mesmo ocorre com a ligação covalente, enquanto a ligação metálica possui uma característica maleável.

Referências

1. https://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.171.701
2. https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00150199208019535

Última atualização: 02 de julho de 2023