O que ocorre quando dois átomos iguais se combimam? Que tipo de ligação é formada?

Passo 1

Você pergunta: “O que ocorre quando dois átomos iguais se combinam? Que tipo de ligação é formada?”\n
Informações dadas (explicitadas):\n
  • Temos dois átomos idênticos (mesmo elemento).\n
  • Queremos saber o que acontece ao se combinar (o que ocorre com os elétrons / estrutura) e qual o tipo de ligação formada.\n

Passo 2

Ideia básica e objetivo físico: quando átomos se aproximam, o sistema tende a uma configuração de menor energia. Para isso, os elétrons e núcleos reordenam-se. Um mecanismo muito comum de estabilização é o compartilhamento ou rearranjo dos elétrons de valência de modo a formar uma ligação entre os átomos — essa ligação reduz a energia total do par de átomos em relação aos átomos isolados. Vou explicar calmamente como isso acontece e o nome desse tipo de ligação.

Passo 3

Compartilhamento de elétrons entre átomos iguais — definição simples\n
  • Quando os átomos são iguais, eles têm a mesma tendência a atrair elétrons (mesma eletronegatividade). Por isso, ao se juntarem, os elétrons de valência tendem a ser “compartilhados” igualmente entre eles. Esse compartilhamento forma uma ligação chamada ligação covalente.\n
  • Como não há diferença na atração dos elétrons entre os átomos, a ligação é, em geral, uma ligação covalente não polar (ou simplesmente ligação covalente homonuclear).

Passo 4

O que significa “compartilhar” na prática? (modelo de pares de elétrons / ligações sigma)\n
  • Pense em dois átomos de hidrogênio formando \mathrm{H_2}. Cada H tem um elétron no orbital 1s. Ao se aproximarem, os dois orbitais 1s se sobrepõem e formam uma região entre os núcleos onde a densidade eletrônica aumenta — um par de elétrons entre os núcleos, ligado aos dois átomos ao mesmo tempo. Esse par de elétrons mantém os núcleos juntos: é a ligação covalente.\n
  • Esse tipo de sobreposição axial de orbitais s ou p que ocorre ao longo da linha que une os centros atômicos é chamado de ligação \sigma. Em muitos casos de átomos idênticos (como \mathrm{H_2}, \mathrm{Cl_2}) a ligação entre eles é uma ligação \sigma simples.

Passo 5

Eletronegatividade e “não polaridade” — por que chamamos de não polar?\n
  • Eletronegatividade é a tendência de um átomo de atrair elétrons numa ligação. Denotamos a diferença de eletronegatividade por \Delta\chi.\n
  • Se os átomos são idênticos, \Delta\chi=0. Quando \Delta\chi=0, os elétrons são atraídos igualmente por ambos os núcleos, portanto não há separação de carga significativa: a ligação é não polar.\n
  • Resumindo: átomos iguais → \Delta\chi=0 → compartilhamento igualitário → ligação covalente não polar.

Passo 6

Visão por orbitais moleculares (um pouco mais formal, mas curto e útil)\n
  • Ao aproximar dois átomos, seus orbitais atômicos se combinam para formar orbitais moleculares: um orbital ligante (de menor energia) e um orbital antiligante (de maior energia). A população desses orbitais com elétrons define se há ligação.\n- Uma fórmula prática para “ordem de ligação” é
\text{ordem de ligação}=\frac{n_b-n_a}{2}çã
onde n_b é o número de elétrons em orbitais ligantes e n_a é o número de elétrons em orbitais antiligantes.\n
  • Exemplo simples: \mathrm{H_2}. Temos n_b=2 (os dois elétrons ocupam o orbital ligante) e n_a=0, então
\text{ordem de ligação}=\frac{2-0}{2}=1,çã
ou seja, uma ligação simples (estável). Já para \mathrm{He_2}, contando elétrons, obtemos ordem de ligação zero e a molécula não é estável como par isolado.

Passo 7

Tipos de ligações possíveis entre átomos iguais — resumo prático\n
  • Átomos não metálicos iguais (ou dois átomos isolados iguais): normalmente formam ligação covalente não polar (compartilhamento de elétrons). Pode ser ligação simples ( \sigma), dupla ( \sigma+\pi) ou tripla ( \sigma+2\pi), dependendo do número de pares de elétrons compartilhados. Exemplos:\n
    • \mathrm{H_2}: ligação simples ( \sigma).\n
    • \mathrm{O_2}: ligação dupla (no modelo de valência clássica: uma \sigma + uma \pi; no modelo MO: ordem de ligação 2).\n
    • \mathrm{N_2}: ligação tripla (ordem de ligação 3).\n
  • Átomos metálicos idênticos em conjunto (no sólido metálico): formam ligações metálicas caracterizadas por elétrons deslocalizados (mar “de elétrons”) e não por pares localizados entre dois átomos. Isso é diferente do caso diatômico isolado, mas é a forma típica de ligação em metais.

Passo 8

Pequenas observações úteis para a prova (dicas de memorização)\n
  • “Átomos iguais → compartilhamento igual → covalente não polar.” Repita essa frase mentalmente, ela resolve a maioria dos casos simples.\n
  • Se o enunciado pede classificações (i) covalente/polárcovalente/ iônica, use a diferença de eletronegatividade; se for zero, não polar.\n- Se pedirem explicação energética, cite formação de orbital ligante e diminuição da energia total; para respostas rápidas, dizer "formam uma ligação covalente não polar (compartilhamento de elétrons), tipicamente uma ligação \sigma" já resolve.

Resposta

Formam em geral uma ligação covalente não polar — ou seja, compartilham igualmente elétrons (ex.: \mathrm{H_2}, \mathrm{Cl_2}); em termos de orbitais, há sobreposição formando um orbital molecular ligante (frequentemente uma ligação \sigma).\n
Exceções/observações: em agregados metálicos o mesmo elemento forma ligação metálica (elétrons deslocalizados) e alguns pares (como \mathrm{He_2}) não formam ligação estável.

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