Melhor resposta
A ligação iônica é a transferência completa de elétron (s) de valência entre átomos. É um tipo de ligação química que gera dois íons com cargas opostas. Nas ligações iônicas, o metal perde elétrons para se tornar um cátion carregado positivamente, enquanto o não metal aceita que esses elétrons se tornem um ânion carregado negativamente.
Propriedades da ligação iônica:
~ Ligação iônica resulta na formação de sólidos iônicos cristalinos que são compostos de íons.
~ Os sólidos iônicos têm pontos de fusão e ebulição elevados.
~ Os compostos iônicos são bons condutores de eletricidade quando derretidos ou em suas soluções devido à presença de íons.
~ Eles são solúveis em água ou outro solvente polar, mas insolúveis em solventes não polares.
~ As ligações iônicas são polares por natureza.
~ As ligações iônicas são formadas entre metais e não metais como NaCl, KBr etc.
~ Ao contrário dos compostos covalentes, os compostos iônicos existem no estado sólido.
Resposta h2 >
Uma ligação iônica é definida como sendo uma ligação suficientemente assimétrica para que um conjunto de átomos tenha todos os elétrons doados a eles por outro conjunto de átomos. No entanto, não existe uma ligação puramente iônica! Mesmo os cristais feitos de íons têm caráter covalente parcial nas ligações ou interações entre os átomos que os constituem . Tradicionalmente, uma ligação iônica aparece quando a diferença entre a eletronegatividade dos átomos em interação é maior que 1,7 Paulings. Ligações covalentes contendo átomos cujas eletronegatividades diferem em 1,0 Paulings são consideradas ser ligações covalentes polares. Assim, as ligações iônicas podem e têm caráter covalente polar parcial. Em ligações entre átomos com pouca ou nenhuma diferença de eletronegatividade, a ligação é considerada covalente, mas não polar.
Muitos fatores podem alterar o caráter da ligação iônica de uma ligação. Mover os átomos juntos pode aumentar o caráter da ligação covalente e alterar a hibridização dos orbitais usados para formar essa ligação. Colocar os átomos mais distantes irá separá-los como íons distintos ou fragmentos, com caráter de ligação covalente muito reduzido. O ambiente ao redor de um átomo também pode afetar as propriedades de ligação dos átomos ligados a ele. Os átomos dissolvidos em solventes estão interagindo com moléculas de solvente e terão características de ligação diferentes em comparação com aqueles no estado de gás ou plasma.
A densidade de elétrons é comum forma de reconhecer possíveis ligações iônicas, pois as ligações iônicas tendem a ser omnidirecionais (tornando-as ótimas para estruturas cristalinas) e têm uma aparência esférica. Quando determinamos a densidade de elétrons por química computacional ou cristalografia de raios-X, estamos olhando em uma concentração específica de elétrons ao redor dos átomos ou moléculas. Isso é chamado de isosuperfície, com a quantidade de elétrons sendo um isovalor. Os isovalores são definidos com a unidade sendo elétrons por angstroms cúbicos. Alterar o isovalor nos dará superfícies que parecem diferentes para o mesmo sistema. Isovalores mais baixos representam baixas concentrações de elétrons e tendem a estar mais distantes dos átomos, enquanto isovalores altos descrevem altas concentrações de elétrons, estando perto dos átomos. Se fôssemos usar isovalores baixos em algumas moléculas, cristais e sistemas, eles se pareceriam com sistemas de ligações covalentes, mesmo que contivessem átomos com grandes diferenças de eletronegatividade. Para ilustrar este ponto, tomamos GeF4, que contém germânio e flúor. Na escala de eletronegatividade de Pauling, Ge tem um valor de 2,01 Paulings, enquanto o flúor tem 3,98 Paulings. Isso deve nos dar uma diferença de 1,87 Paulings, o suficiente para criar ligações iônicas entre esses átomos.
GeF4 é uma molécula tetraédrica com ligações Ge-F medindo 1,644 angstroms de comprimento. É o análogo “iônico” do metano, CH4, e encontramos algumas surpresas quando olhamos para sua densidade de elétrons (calculada com a teoria do funcional de densidade no nível Becke-3-Lee-Yang-Parr), abaixo.
Isso é o que sua densidade de elétrons se parece, com um isovalor de 0,08 elétrons por angstrom cúbico. Quase parece iônico, mas ainda tem uma sobreposição significativa entre os átomos individuais. Também obtemos aparências de ligações covalentes polares quando tentamos isovalores mais baixos para os cálculos de densidade de elétrons, abaixo .
Densidade média de elétrons, a 0,01 elétrons por angstroms cúbicos. Ainda se parece bastante com uma molécula covalente polar típica, muito mais como CF4 ou CCl4.
Baixa densidade de elétrons, a 0,002 elétrons por angstrom cúbico. Observe que diminuir o isovalor de elétrons por angstrom cúbico produz uma superfície maior. Essas superfícies dão uma aparência de ligações covalentes, mesmo em materiais iônicos ou sólidos. Assim, GeF4 não se comporta puramente como um composto iônico, já que sua densidade de elétrons se parece muito com a dos compostos covalentes polares.
O cloreto de sódio é uma história diferente quando olhamos para sua densidade de elétrons. O sódio tem um valor de eletronegatividade de 0,93 Paulings, enquanto o cloro tem um valor de 3,16 Paulings. Isso nos dá uma diferença de 2,23 Paulings, mais do que suficiente para cumprir o tradicional definição de ligação iônica. Podemos facilmente examinar a ligação neste composto olhando para uma molécula de NaCl, representando dois átomos de bilhões ou mais em um cristal de sal típico. A superfície de alta densidade de elétrons isovalores de uma molécula de NaCl está abaixo.
Observe a forma esférica da densidade do elétron em torno desses dois átomos (Na está do lado direito, Cl está do lado esquerdo)? Essa é uma característica proeminente da ligação iônica! Os dois átomos estão separados por 2.372 angstroms, dando a eles um amplo espaço para desenvolver a ligação iônica. No entanto, se diminuirmos o isovalor usado para obter a superfície de densidade eletrônica da molécula de NaCl, começamos a ter a aparência de ligação covalente conforme a concentração de elétrons diminui e nos afastamos dos átomos. As superfícies de isovalores médio e baixo para NaCl são mostradas abaixo:
Densidade média de elétrons, já mostrando características de ligação covalente polar. Na está à esquerda, e Cl é o átomo à direita aqui.
Superfície de baixa densidade de elétrons, mostrando mais uma ligação covalente polar do que a ligação iônica que vimos antes. É possível que todos os materiais iônicos tenham um isovalor particular de densidade de elétrons, onde a ligação iônica e a ligação covalente começam a se confundir. Este isovalor produz superfícies com densidade de elétrons de átomos separados que mal se tocam, e é muito sensível à distância, número de átomos coordenados, efeitos ambientais e até mesmo substituição de isótopos.
Outro problema com a “ligação iônica pura” é que algumas ligações puramente homonucleares podem realmente parecer iônicas! Essas ligações são feitas de átomos idênticos, sem diferença de eletronegatividade para polarizar qualquer um dos átomos. Dissódio, Na2, é um exemplo. Em um plasma ou gás de sódio, formas moleculares desse metal podem existir ou sobreviver, e tem uma distância de 3,086 angstroms entre os dois átomos de sódio. Se olharmos para a superfície de alta densidade de elétrons para esta molécula, encontramos uma distribuição esférica ao redor dos átomos!
Sem saber que se trata de uma ligação homonuclear, teríamos adivinhado que era uma ligação iônica. Quando diminuímos o isovalor para a densidade de elétrons no dissódico, encontramos um borramento do comportamento das ligações iônicas e covalentes, assim como fizemos com as espécies moleculares de NaCl, abaixo.
Aqui, as formas esféricas dão lugar a uma ligação mais covalente distribuição de elétrons. Vemos mais ligações covalentes quando reduzimos ainda mais a concentração de elétrons que está sendo sondada ao redor dos átomos.
Assim, não podemos eliminar completamente a ligação covalente em qualquer conjunto de átomos. Vai estar lá, independentemente de quão desequilibrados os elétrons serão compartilhados entre os átomos. As superfícies de isovalores são uma prova de que não existem ligações iônicas puras. Uma ligação iônica é sempre parcialmente covalente. Essa descoberta também se aplica a ligações coordenadas, como aquelas entre boro e nitrogênio em complexos de borano-amina. A molécula, BH3NH3, é um bom modelo para examinar a ligação B-N, que é tradicionalmente considerada uma ligação dativa. O átomo de nitrogênio dá dois elétrons ao átomo de boro e altera as cargas formais entre os átomos de boro e nitrogênio. Quando observamos a densidade de elétrons deste complexo, descobrimos que a ligação BN é diferente em comparação com as ligações BH e NH, como a diferença de eletronegatividade entre B (2.04 Paulings) e N (3.04 Paulings) é maior do que as de B vs. H e N vs. H. A ligação BN tem uma diferença de 1 Pauling, então é considerada uma ligação covalente polar.
A ligação dativa fez com que a ligação covalente polar parecesse quase iônica nesta superfície de alto isovalor, mas a curta distância entre os átomos B e N (1.842 angstroms) torna difícil obter distribuições esféricas perfeitas de elétrons. Os isovalores mais baixos nos dão uma visão melhor da ligação covalente polar.
Neste isovalor, não podemos distinguir facilmente BH3NH3 do etano, C2H6, cuja superfície de densidade de elétrons está abaixo. O etano tem uma ligação CC com 1,512 angstroms de comprimento e não é considerado como tendo ligações polares fortes.
Com todas as coisas consideradas, o importante a entender é que nenhum tipo de ligação única domina completamente. Uma ligação pode ser iônica, covalente, metálica e polar ao mesmo tempo!