Por que ocorre ligação química entre os átomos?

Passo 1

O enunciado pergunta por que ocorre ligação química entre os átomos. O conteúdo envolve estabilidade eletrônica e energia potencial entre partículas carregadas. Vamos ver como a atração entre elétrons e núcleos leva à formação de ligações para diminuir a energia do sistema.

Passo 2

Do ponto de vista energético, dois átomos neutros que se aproximam sentem forças de atração entre elétrons de um e o núcleo positivo do outro, mas também repulsões elétron-elétron e núcleo-núcleo. A forma geral da energia potencial eletrostática entre cargas q_1 e q_2 separadas por distância r é
U(r) = k\,\frac{q_1\,q_2}{r},
onde k é a constante eletrostática. A ligação química só ocorre se a atração total (baixa U) superar as repulsões, gerando um mínimo de energia em certa distância de equilíbrio.

Passo 3

Para entender por que isso leva a um estado ligado, usamos o conceito de camada de valência e “regra do octeto”: átomos tendem a compartilhar, doar ou receber elétrons de modo a preencher a última camada com 8 elétrons (ou 2, no caso do hidrogênio), porque essa configuração corresponde a um nível de energia mais baixo e maior estabilidade.

Passo 4

De acordo com como esses elétrons se movem e se distribuem, surgem três tipos principais de ligação:
  • Em ligações iônicas, um átomo doa elétrons que são captados por outro, formando íons atraídos pelo sinal oposto.
  • Em ligações covalentes, átomos compartilham pares de elétrons para que cada um alcance um octeto.
  • Em ligações metálicas, elétrons de valência ficam deslocalizados num “mar de elétrons” que mantém cátions metálicos unidos.

Resposta

Os átomos fazem ligações químicas porque, ao compartilhar ou transferir elétrons, eles atingem uma configuração eletrônica mais estável (regra do octeto) e minimizam a energia potencial do sistema por meio de forças eletrostáticas de atração.

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