Que tipo de ligação une dois átomos de hidrogênio?

Na água, os átomos de hidrogênio ligados covalentemente formam ligações de hidrogênio intermoleculares que dão à água algumas de suas características físicas.

A ligação que une dois átomos de hidrogênio em uma molécula de gás hidrogênio é uma ligação covalente clássica. A ligação é fácil de analisar porque os átomos de hidrogênio têm apenas um próton e um elétron cada. Os elétrons estão na única camada de elétrons do átomo de hidrogênio, que tem espaço para dois elétrons.

Como os átomos de hidrogênio são idênticos, nenhum deles pode pegar o elétron do outro para completar sua camada de elétrons e formar uma ligação iônica. Como resultado, os dois átomos de hidrogênio compartilham os dois elétrons em uma ligação covalente. Os elétrons passam a maior parte do tempo entre os núcleos de hidrogênio carregados positivamente, atraindo-os para a carga negativa dos dois elétrons.

TL; DR (muito longo; não leu)

Moléculas de hidrogênio gasoso são constituídas de dois átomos de hidrogênio em uma ligação covalente. Os átomos de hidrogênio também formam ligações covalentes em outros compostos, como na água com um átomo de oxigênio e em hidrocarbonetos com átomos de carbono. No caso da água, os átomos de hidrogênio ligados covalentemente podem formar pontes de hidrogênio intermoleculares adicionais que são mais fracas que as ligações moleculares covalentes. Essas ligações dão à água algumas de suas características físicas.

Ligações Covalentes na Água

Os átomos de hidrogênio no H2A molécula de água forma o mesmo tipo de ligação covalente como no gás hidrogênio, mas com o átomo de oxigênio. O átomo de oxigênio tem seis elétrons em sua camada externa de elétrons, que tem espaço para oito elétrons. Para preencher sua casca, o átomo de oxigênio compartilha os dois elétrons dos dois átomos de hidrogênio em uma ligação covalente.

Além da ligação covalente, a molécula de água forma ligações intermoleculares adicionais com outras moléculas de água. A molécula de água é um dipolo polar, o que significa que uma extremidade da molécula, a extremidade de oxigênio, é carregada negativamente, e a outra extremidade com os dois átomos de hidrogênio tem uma carga positiva. O átomo de oxigênio carregado negativamente de uma molécula atrai um dos átomos de hidrogênio positivamente carregados de outra molécula, formando uma ligação de hidrogênio dipolo-dipolo. Essa ligação é mais fraca que a ligação molecular covalente, mas mantém as moléculas de água juntas. Estas forças intermoleculares dão características específicas da água, tais como alta tensão superficial e um ponto de ebulição relativamente alto para o peso da molécula.

Ligações Covalentes de Carbono e Hidrogênio

O carbono tem quatro elétrons em sua camada externa de elétrons, que tem espaço para oito elétrons. Como resultado, em uma configuração, o carbono compartilha quatro elétrons com quatro átomos de hidrogênio para preencher seu invólucro em uma ligação covalente. O composto resultante é CH4metano

Enquanto o metano com suas quatro ligações covalentes é um composto estável, o carbono pode entrar em outras configurações de ligações com hidrogênio e outros átomos de carbono. A configuração de quatro elétrons externos permite que o carbono crie moléculas que formam a base de muitos compostos complexos. Todos esses títulos são ligações covalentes, mas permitem grande flexibilidade ao carbono em seu comportamento de ligação.

Ligações covalentes em cadeias de carbono

Quando átomos de carbono formam ligações covalentes com menos de quatro átomos de hidrogênio, elétrons de ligação extra são deixados na camada externa do átomo de carbono. Por exemplo, dois átomos de carbono que formam ligações covalentes com três átomos de hidrogênio podem formar, cada um, uma ligação covalente entre si, compartilhando seus únicos elétrons de ligação remanescentes. Esse composto é etano, C2H6.

Da mesma forma, dois átomos de carbono podem se unir a dois átomos de hidrogênio e formar uma dupla ligação covalente entre si, compartilhando seus quatro elétrons remanescentes entre si. Esse composto é etileno, C2H4. Em acetileno, C2H2, os dois átomos de carbono formam uma ligação covalente tripla e uma ligação simples com cada um dos dois átomos de hidrogênio. Nesses casos, apenas dois átomos de carbono estão envolvidos, mas os dois átomos de carbono podem facilmente manter apenas ligações simples entre si e usar o restante para se unir a átomos de carbono adicionais.

Propano, C3H8tem uma cadeia de três átomos de carbono com ligações covalentes únicas entre eles. Os dois átomos de carbono da extremidade têm uma ligação simples com o átomo de carbono médio e três ligações covalentes com três átomos de hidrogênio cada. O átomo de carbono médio tem ligações com os outros dois átomos de carbono e dois átomos de hidrogênio. Tal cadeia pode ser muito mais longa e é a base para muitos dos complexos compostos de carbono orgânico encontrados na natureza, todos baseados no mesmo tipo de ligação covalente que une dois átomos de hidrogênio.

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