As CARACTERÍSTICAS dos compostos covalentes eles são baseados em muitos fatores que dependem essencialmente de estruturas moleculares. Para começar, a ligação covalente deve unir seus átomos e não pode haver cargas elétricas; caso contrário, estaríamos falando sobre compostos iônicos ou de coordenação.
Na natureza, existem muitas exceções nas quais a linha divisória entre os três tipos de compostos fica confusa; especialmente quando se considera macromoléculas, capazes de abrigar regiões covalentes e iônicas. Mas, geralmente, os compostos covalentes criam unidades ou moléculas únicas..
Os gases que constituem a atmosfera e as brisas que atingem as costas da praia nada mais são do que múltiplas moléculas que respeitam uma composição constante. Oxigênio, nitrogênio, dióxido de carbono, são moléculas discretas com ligações covalentes e estão intimamente envolvidas com a vida do planeta.
E do lado marinho, a molécula de água, O-H-O, é o exemplo quintessencial de um composto covalente. Na costa, pode ser visto acima das areias, que são uma mistura complexa de óxidos de silício erodidos. A água é líquida em temperatura ambiente, e essa propriedade é importante ter em mente para outros compostos..
Índice do artigo
Foi mencionado na introdução que os gases mencionados possuem ligações covalentes. Se você der uma olhada em suas estruturas moleculares, verá que suas ligações são duplas e triplas: O = O, N≡N e O = C = O. Por outro lado, outros gases possuem ligações simples: H-H, Cl-Cl, F-F e CH4 (quatro ligações C-H com geometria tetraédrica).
Uma característica dessas ligações, e conseqüentemente dos compostos covalentes, é que são forças direcionais; ele vai de um átomo a outro, e seus elétrons, a menos que haja ressonância, são localizados. Enquanto em compostos iônicos, as interações entre dois íons são não direcionais: eles atraem e repelem os outros íons circundantes.
Isso implica consequências imediatas nas propriedades dos compostos covalentes. Mas, em relação às ligações, é possível, desde que não haja cargas iônicas, afirmar que um composto com ligações simples, duplas ou triplas é covalente; e ainda mais, quando se trata de estruturas do tipo cadeia, encontradas em hidrocarbonetos e polímeros.
Se não houver cargas iônicas nessas cadeias, como no polímero de Teflon, eles são chamados de compostos covalentes puros (em um sentido químico e não de composição).
Como as ligações covalentes são forças direcionais, elas sempre acabam definindo uma estrutura discreta, ao invés de um arranjo tridimensional (como ocorre com estruturas cristalinas e reticulados). Moléculas pequenas, médias, anulares e cúbicas podem ser esperadas de compostos covalentes ou com qualquer outro tipo de estrutura..
Moléculas pequenas, por exemplo, incluem gases, água e outros compostos, como: Idois, Brdois, P4, S8 (com estrutura em forma de coroa), Comodois, e polímeros de silício e carbono.
Cada um deles possui sua própria estrutura, independente dos links de seus vizinhos. Para enfatizar isso, considere o alótropo de carbono, fulereno, C60:
Observe que ele tem o formato de uma bola de futebol. Embora as bolas possam interagir umas com as outras, são seus laços covalentes que definem essa estrutura simbólica; ou seja, não há rede fundida de bolas cristalinas, mas separadas (ou compactadas).
No entanto, as moléculas na vida real não estão sozinhas: elas interagem umas com as outras para estabelecer um gás, líquido ou sólido visível..
As forças intermoleculares que mantêm as moléculas individuais juntas são altamente dependentes de sua estrutura..
Os compostos covalentes não polares (como gases) interagem por meio de certos tipos de forças (dispersão ou London), enquanto os compostos covalentes polares (como a água) interagem por outros tipos de forças (dipolo-dipolo). Todas essas interações têm uma coisa em comum: são direcionais, assim como as ligações covalentes.
Por exemplo, as moléculas de água interagem por meio de ligações de hidrogênio, um tipo especial de forças dipolo-dipolo. Eles são posicionados de forma que os átomos de hidrogênio apontem para o átomo de oxigênio de uma molécula vizinha: HdoisOHdoisO. E, portanto, essas interações apresentam uma direção específica no espaço.
Como as forças intermoleculares dos compostos covalentes são puramente direcionais, isso significa que suas moléculas não podem coalescer tão eficientemente quanto os compostos iônicos; e o resultado, pontos de ebulição e fusão que tendem a ser baixos (T< 300°C).
Conseqüentemente, os compostos covalentes à temperatura ambiente geralmente são gasosos, líquidos ou sólidos moles, pois suas ligações podem girar, dando flexibilidade às moléculas..
A solubilidade dos compostos covalentes dependerá da afinidade soluto-solvente. Se forem apolares, serão solúveis em solventes apolares, como diclorometano, clorofórmio, tolueno e tetra-hidrofurano (THF); se forem polares, serão solúveis em solventes polares, como álcoois, água, ácido acético glacial, amônia, etc..
Porém, além dessa afinidade soluto-solvente, há uma constante em ambos os casos: as moléculas covalentes não quebram (com algumas exceções) suas ligações ou desintegram seus átomos. Os sais, por exemplo, destroem sua identidade química quando se dissolvem, resolvendo seus íons separadamente..
Por serem neutros, não fornecem um meio adequado para a migração de elétrons e, portanto, são maus condutores de eletricidade. No entanto, alguns compostos covalentes, como haletos de hidrogênio (HF, HCl, HBr, HI) dissociam sua ligação para dar origem a íons (H+: F-, Cl-, Br-...) e são transformados em ácidos (hidrácidos).
Eles também são maus condutores de calor. Isso ocorre porque suas forças intermoleculares e as vibrações de suas ligações absorvem parte do calor fornecido antes que suas moléculas aumentem de energia..
Os compostos covalentes, desde que suas forças intermoleculares o permitam, podem ser arranjados de maneira a criar um padrão estrutural; e, portanto, um cristal covalente, sem cargas iônicas. Assim, em vez de uma rede de íons, existe uma rede de moléculas ou átomos ligados covalentemente..
Exemplos desses cristais são: açúcares em geral, iodo, DNA, óxidos de sílica, diamantes, ácido salicílico, entre outros. Com exceção do diamante, esses cristais covalentes têm pontos de fusão muito mais baixos do que os cristais iônicos; ou seja, os sais inorgânicos e orgânicos.
Esses cristais contradizem a propriedade de que os sólidos covalentes tendem a ser macios..
Ainda sem comentários