Qual afirmação é válida para as ligações covalentes?
Independente dos átomos envolvidos, em uma ligação covalente o comprimento da ligação será sempre o mesmo.
Em uma ligação covalente os elétrons de valência devem ser compartilhados igualmente entre os átomos, a fim de alcançar a estabilidade.
Ligações covalentes se formam quando os núcleos de dois átomos se atraem.
Em uma ligação covalente, os átomos encontram a distância de separação ideal onde as forças eletrostáticas são reduzidas ao mínimo.

Passo 1

O enunciado pede que eu escolha qual afirmação, entre quatro dadas, é válida sobre ligações covalentes. As quatro afirmações são (vou transcrever exatamente as frases do enunciado para ficar claro):
  1. Independente dos átomos envolvidos, em uma ligação covalente o comprimento da ligação será sempre o mesmo.
  2. Em uma ligação covalente os elétrons de valência devem ser compartilhados igualmente entre os átomos, a fim de alcançar a estabilidade.
  3. Ligações covalentes se formam quando os núcleos de dois átomos se atraem.
  4. Em uma ligação covalente, os átomos encontram a distância de separação ideal onde as forças eletrostáticas são reduzidas ao mínimo.

Passo 2

Vamos recapitular, de forma bem didática, o que realmente acontece numa ligação covalente — pense comigo como se estivéssemos montando o cenário passo a passo.
  • O que é uma ligação covalente? É quando dois átomos “compartilham” elétrons de valência de modo que a densidade eletrônica entre os núcleos aumenta. Essa densidade eletrônica entre os núcleos gera uma atração entre os elétrons (negativos) e os núcleos (positivos), estabilizando o par de átomos.
  • O que mantém o par de átomos unido? Não é que os núcleos se gostem diretamente — na verdade cada núcleo é positivo e, se isolado, repousaria repelindo outro núcleo positivo. O que cria a atração efetiva é a presença dos elétrons compartilhados entre os núcleos: os elétrons geram uma força de atração que “cola” os núcleos através da nuvem eletrônica.
  • Energia e distância: ao aproximar dois átomos, existem forças atrativas (devido à atração núcleo-elétron) e forças repulsivas (núcleo-núcleo e elétron-elétron). À medida que a distância muda, a energia potencial do sistema varia. A ligação estável ocorre numa distância onde a energia potencial total é mínima — isso é o equilíbrio. Neste ponto a soma das forças é zero (não há aceleração relativa): a força resultante sobre cada átomo se anula.

Passo 3

Analisando a afirmação 1: “Independente dos átomos envolvidos, em uma ligação covalente o comprimento da ligação será sempre o mesmo.”
  • Por que é falsa: o comprimento da ligação depende dos tipos de átomos (raio atômico), da ordem da ligação (ligação simples, dupla, tripla — quanto maior a ordem, menor o comprimento) e de outros fatores (ex.: elétrons não ligantes, hibridização). Exemplos simples: o comprimento da ligação \mathrm{H-H} em \mathrm{H}_2 é muito menor que o da ligação \mathrm{Cl-Cl} em \mathrm{Cl}_2. Logo, não existe um único comprimento fixo para todas ligações covalentes.

Passo 4

Analisando a afirmação 2: “Em uma ligação covalente os elétrons de valência devem ser compartilhados igualmente entre os átomos, a fim de alcançar a estabilidade.”
  • Por que é falsa: o compartilhamento pode ser igual ou desigual. Quando é igual (mesma eletronegatividade dos átomos) temos uma ligação covalente apolar. Quando é desigual (diferentes eletronegatividades) temos uma ligação covalente polar — por exemplo \mathrm{HCl} tem compartilhamento desigual e cargas parciais. A estabilidade não exige igualdade no compartilhamento, apenas que o arranjo reduz a energia do sistema.

Passo 5

Analisando a afirmação 3: “Ligações covalentes se formam quando os núcleos de dois átomos se atraem.”
  • Por que é imprecisa/errada: os núcleos positivos, vistos isoladamente, se repelem (força coulombiana repulsiva). A ligação covalente não surge porque dois núcleos se atraem diretamente; surge porque os elétrons compartilhados entre os átomos criam uma atração net que vence as repulsões em uma certa distância. Dizer que “os núcleos se atraem” é simplificar demais e leva a erro: a atração efetiva entre átomos ligados é mediada pela nuvem eletrônica.

Passo 6

Analisando a afirmação 4: “Em uma ligação covalente, os átomos encontram a distância de separação ideal onde as forças eletrostáticas são reduzidas ao mínimo.”
  • Vamos traduzir isso para física clara e rigorosa: quando dois átomos se aproximam, a energia potencial U(r) do par depende da distância intermolecular r. A ligação estável corresponde ao mínimo de energia potencial, isto é, ao ponto em que
\frac{dU}{dr}=0,
e nesse ponto a força resultante é zero (pois F(r)=-\dfrac{dU}{dr}). Em palavras: existe uma distância de equilíbrio onde as forças atrativas e repulsivas se equilibram e a energia total do par é mínima. Essa é exatamente a ideia que a afirmação 4 tenta descrever. A frase usa “forças eletrostáticas são reduzidas ao mínimo”, que é uma maneira um pouco coloquial de dizer que se chega a um equilíbrio entre atrações e repulsões e a energia é minimizada. Interpretando assim, a afirmação está correta e captura o fenômeno essencial da ligação covalente.
  • Exemplo para fixar: em \mathrm{H}_2 os dois átomos ficam a uma distância tal que a atração nucleo–elétron e as repulsões se equilibram; se eles chegarem mais perto sobra repulsão e a energia sobe; se se afastam demais sobram atrações que diminuem a estabilidade — o ponto intermediário é o ótimo.

Passo 7

Conclusão didática e motivacional: entre as quatro frases, a única que expressa corretamente (mesmo que de forma coloquial) o mecanismo físico do ponto de equilíbrio em uma ligação covalente é a afirmação 4. As afirmações 1, 2 e 3 têm erros conceituais importantes que podem te confundir na prova, então decore: comprimentos variam, compartilhamento pode ser desigual, e núcleos não são a causa direta da atração — os elétrons são os mediadores.

Resposta

Em uma ligação covalente, os átomos encontram a distância de separação ideal onde as forças eletrostáticas são reduzidas ao mínimo.

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