Quanto a polaridade quem possui maior diferença de polaridade ligação iônica ou ligação covalente?

1. Polaridade das ligações

Toda ligação iônica é polar, mas a polaridade das ligações covalentes depende do tipo de elemento químico que está fazendo a ligação, podendo ser polar ou apolar.

As propriedades das substâncias são influenciadas em grande parte pelo tipo de ligação que seus átomos realizam e se elas são polares ou apolares. Por exemplo, o álcool (etanol), H3C — CH2 — OH, possui a propriedade de ser infinitamente solúvel em água e, ao mesmo tempo, ser solúvel na gasolina, sendo que ambas não se misturam. Isso ocorre porque a água é polar e o etanol também possui ligações polares em suas moléculas, mas, por outro lado, a gasolina é apolar, sendo que o etanol também possui ligações apolares em suas moléculas.

Antes de verificarmos quais são as ligações apolares e as polares das moléculas do etanol, vejamos como determinar a polaridade das ligações iônicas e covalentes:

Ligações iônicas:

As ligações iônicas são aquelas em que os átomos dos elementos transferem um ou mais elétrons definitivamente um para o outro, formando íons. O átomo do elemento que perdeu os elétrons é o cátion (fica com carga positiva) e o átomo do elemento que recebeu os elétrons é o ânion (fica com carga negativa).

Assim, toda ligação iônica ocorre com diferença de eletronegatividade entre os átomos envolvidos, visto que sempre envolve partículas de cargas opostas, formando-se polos, um negativo e um positivo. Portanto, podemos concluir que:

Toda ligação iônica é polar.

Ligações covalentes:

As ligações covalentes são aquelas em que ocorre compartilhamento de pares de elétrons entre os átomos. Assim, dependendo do tipo de elemento que está envolvido na ligação, ela pode ser polar ou apolar. O etanol realiza somente ligações covalentes, de modo que em sua molécula ocorre os dois tipos de ligações (ligação covalente apolar e ligação covalente polar).

Veja:

a) Ligação covalente apolar:

Quando a ligação ocorre entre dois átomos de um mesmo elemento químico, não há diferença de eletronegatividade entre eles e, por isso, a distribuição dos elétrons ao redor do núcleo de ambos os átomos é simétrica e não há formação de polos carregados positivamente ou negativamente na molécula.

Por exemplo, a molécula de etanol (H3C — CH2 — OH) possui uma ligação covalente entre dois átomos de carbono, sendo uma ligação apolar, como é mostrado abaixo. Além disso, a diferença de eletronegatividade entre o carbono e o hidrogênio é mínima, por isso a região H3C — CH2 da molécula do etanol é considerada apolar e é responsável pela sua propriedade de ser solúvel na gasolina.

Ligação covalente apolar entre átomos de carbono do etanol

b) Ligação covalente polar:

Quando a ligação covalente ocorre entre átomos de elementos que possuem diferentes eletronegatividades, um dos átomos – o mais eletronegativo – atrai com maior força os elétrons da ligação, criando uma diferença de distribuição da nuvem eletrônica. Com isso, forma-se uma região com maior densidade de elétrons, que fica com carga parcial negativa (δ-), e uma região com menor densidade de elétrons, que fica com carga parcial positiva (δ+). Visto que há compartilhamento de elétrons e não transferência, no caso das ligações covalentes, não se pode representar o polo negativo pelo sinal - e nem o polo positivo pelo sinal +. Isso é feito somente nas ligações iônicas que são constituídas de íons. Por isso, aqui usamos “carga parcial”, simbolizada por “δ”.

Um dos elementos mais eletronegativos é o oxigênio. Por isso, as ligações que ele realiza com o carbono e com o hidrogênio são polares, tendo em vista que ele atrai mais fortemente os elétrons da ligação. O oxigênio fica com carga parcial negativa (δ-), enquanto o carbono e o hidrogênio ficam com carga parcial positiva (δ+):

Ligação covalente polar entre átomos de carbono e oxigênio

Quanto maior for a diferença de eletronegatividade entre os elementos da ligação, maior será a polaridade da ligação. O cientista Linus Pauling criou uma escala de eletronegatividade para os elementos da Tabela Periódica, sendo que, considerando os elementos principais, temos:

Escala de eletronegatividade de Pauling

Isso significa que a ligação do fluoreto de hidrogênio (H— F) é a mais eletronegativa. Existe uma frase que nos ajuda a lembrar tal escala de eletronegatividade. Veja abaixo que as iniciais das palavras correspondem ao símbolo de cada elemento da escala:

“Fui Ontem No Clube, Briguei I Sai Correndo Para o Hospital.”

Assim, sobre os tipos de ligações covalentes, resumindo, temos:

Resumo da polaridade das ligações

c) Ligações polares e apolares por Eletronegatividade

A eletronegatividade é uma propriedade periódica que representa a capacidade que um átomo tem de atrair para si os elétrons de uma ligação estabelecida com outro átomo.

A diferença de eletronegatividade entre átomos classifica as ligações em polar e apolar.

• Ligações apolares: os átomos envolvidos na ligação possuem diferença de eletronegatividade igual ou muito próxima de zero.
• Ligações polares: a diferença de eletronegatividade entre os átomos da ligação é diferente de zero.

Veja esses exemplos:

O ácido clorídrico é formado por elementos químicos diferentes e, por isso, a diferença de eletronegatividade é diferente de zero, que caracteriza uma ligação polar.Como a molécula de cloro é formada por átomos de um único elemento químico, ela não apresenta diferença de eletronegatividade, sendo assim, sua ligação é apolar.

d)Polaridade da ligação iônica

Em uma ligação iônica é estabelecida a união dos átomos por meio da doação de elétrons e formam-se íons.

Quando um átomo doa elétrons, ele fica carregado positivamente e recebe o nome de cátion. O átomo que recebe os elétrons se torna uma espécie carregada com carga negativa e recebe o nome de ânion.

Nesse caso, a diferença de eletronegatividade ultrapassa o valor de 1,7 devido a forte atração de um dos átomos pelos elétrons, fazendo com que a ligação seja polar.

Exemplos:

e) Polaridade da ligação covalente por Eletronegatividade

Como um átomo cede elétrons e o outro recebe, formam-se polos no composto e, por isso, toda ligação iônica é polar.

Em uma ligação covalente há o compartilhamento de elétrons na união de dois átomos em uma molécula.

A diferença de eletronegatividade entre átomos classifica as ligações covalentes em polar e apolar.

• Ligações covalentes apolares: estabelecida entre átomos de um mesmo elemento químico.
• Ligações covalentes polares: estabelecida entre elementos químicos diferentes, ou seja, que possuem eletronegatividades diferentes.

Exemplos:

O brometo de hidrogênio possui ligação covalente polar, já que é composto por elementos químicos diferentes e, por isso, o átomo mais eletronegativo exerce uma atração sobre os pares de elétrons compartilhados.Na molécula de hidrogênio a ligação é covalente apolar, pois como não há diferença de eletronegatividade os elétrons compartilhados ficam distribuídos igualmente entre os dois átomos.

f) Ligação iônica x ligação covalente

Observe essas substâncias formadas pelo cloro e diferentes elementos químicos.

A ligação iônica pode ser descrita como um caso extremo da ligação covalente polar, pois a diferença de eletronegatividade é tão grande que promove a transferência do elétron de um átomo para outro, ao invés de ocorrer o compartilhamento entre ambos.

2. Polaridade das moléculas

A polaridade das moléculas pode ser identificada de acordo com dois critérios: a diferença de eletronegatividade dos átomos e a geometria molecular.

A polaridade de uma ligação e de uma molécula está relacionada à distribuição dos elétrons ao redor dos átomos. Se essa distribuição for simétrica, a molécula será apolar, mas se for assimétrica, sendo que uma das partes da molécula possui maior densidade eletrônica, então se trata de uma molécula polar.

A polaridade das moléculas pode ser visualizada quando a sua substância constituinte é submetida a um campo elétrico externo. Se as moléculas se orientarem na presença desse campo, ou seja, se uma parte for atraída pelo polo positivo e a outra parte da molécula for atraída pelo polo negativo, então, elas são polares. Do contrário, se elas não se orientarem, elas são apolares.

Por exemplo, quando atritamos bastante um bastão de vidro com uma flanela, ele fica carregado positivamente. Se o aproximarmos de um filete de água que cai de uma torneira, veremos que a água não continuará caindo na trajetória retilínea na vertical, mas ela será atraída pelo bastão, sofrendo um desvio. Isso mostra que a água é polar. Mas se fizermos essa mesma experiência com um filete de óleo, ele não sofrerá desvio na sua trajetória, mostrando que suas moléculas são apolares.

Ao analisarmos as estruturas das moléculas, podemos determinar se elas são polares ou não, levando em consideração dois fatores importantes: a diferença de eletronegatividade entre os átomos e a geometria da molécula.

1º) Eletronegatividade entre os átomos:

Se a molécula for formada por ligações entre átomos dos mesmos elementos químicos, isto é, se forem substâncias simples, tais como O2, H2, N2, Cℓ2, P4, S8, etc., elas serão apolares, porque não há diferença de eletronegatividade entre os seus átomos.

A única exceção é a molécula de ozônio (O3), que será vista mais adiante.

Se a molécula for diatômica e formada por elementos de eletronegatividades diferentes, então, a molécula será polar. Exemplos: HCℓ, HF, HBr e HI.

a) O caso do Ozônio e a ressonância

Uma exceção a essa regra é a molécula de ozônio, O3.

Embora seja formada apenas por átomos de oxigênio, sua geometria angular apresenta pequena polaridade devido à ressonância entre os pares de elétrons emparelhados e livres na molécula.

Ressonância, também conhecida como efeito mesomérico, é um fenômeno físico que ocorre exclusivamente em moléculas insaturadas, ou seja, moléculas que apresentam pelo menos uma ligação dupla ou uma ligação tripla. A ressonância é caracterizada pelo deslocamento (movimentação) dos elétrons da ligação pi ao longo da cadeia carbônica. Esse deslocamento é provocado por um determinado grupo funcional ou átomo na cadeia. Os motivos para a ressonância ocorrer são complexos, e podem ser melhores visualizados aqui.

2º) Geometria da molécula:

A geometria da molécula interfere em como os elétrons estarão distribuídos nela e, consequentemente, na sua polaridade. Se a molécula for formada por três átomos ou mais, teremos que analisar cada ligação que é feita e a geometria da molécula. Veja um exemplo: CO2 – molécula linear:

 δ-    δ+      δ-

O = C = O

Observe que o oxigênio é mais eletronegativo que o carbono, por isso, os elétrons das ligações são mais atraídos para os oxigênios. Neles é formada uma carga parcial negativa (δ-), enquanto no carbono é formada uma carga parcial positiva (δ+). A multiplicação da distância entre os núcleos dos átomos ligados com essas cargas em módulo (isto é, somente o número sem sinal de positivo ou negativo) é chamada de momento dipolar e é representada por μ.

μ = d . |δ|

Esse momento dipolar é indicado por setas que apontam na direção do elemento mais eletronegativo, que atrai os elétrons: O ← C → O. Isso mostra que essa grandeza é um vetor (grandeza que apresenta módulo ou intensidade, direção e sentido). Portanto, ele é mais bem representado por: 

Somando-se todos os vetores, encontramos o momento dipolar resultante, 

Quando o vetor momento dipolar resultante der igual a zero, a molécula é apolar, mas se der diferente de zero, ela será polar.

Portanto, no caso da molécula de CO2, ela é apolar.

Agora, veja outro exemplo: H2O – geometria angular (porque o oxigênio possui dois pares de elétrons disponíveis no nível mais externo, que repelem os elétrons das ligações com os hidrogênios):

Os elétrons são atraídos para o oxigênio. Mas, nesse caso, os vetores não se anulam, porque a geometria molecular da água é angular, já que suas direções não são opostas, dando um vetor momento dipolar resultante diferente de zero e, portanto, a molécula de água é polar.

Veja mais exemplos na tabela abaixo:

Fontes:

Toda Matéria -  Disponível em<https://www.todamateria.com.br/polaridade-das-ligacoes/>  Acesso em 03 abr. 2022.
Brasil Escola -  Disponível em<https://brasilescola.uol.com.br/quimica/polaridade-das-moleculas.htm>  Acesso em 03 abr. 2022.
Manual da Química - Disponível em<https://www.manualdaquimica.com/quimica-geral/polaridade-das-ligacoes.htm>  Acesso em 03 abr. 2022.
Mundo Educação -Disponível em<https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/ressonancia-efeito-mesomerico.htm>  Acesso em 03 abr. 2022.

Qual a ligação de maior polaridade?

Qual a ligação covalente de maior polaridade?

Qual a polaridade das ligações iônicas?

Como saber a ordem de polaridade?