uma Vez que a maneira como os átomos estão juntos é entendido, a questão de como eles interagem uns com os outros pode ser abordadas, em particular, como eles formam laços para criar moléculas e macroscópicas de materiais. Existem três maneiras básicas que os elétrons externos dos átomos podem formar ligações:

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ligação química: Estrutura atômica e ligação

para compreender a formação de ligação, é necessário conhecer as características gerais da estrutura eletrônica dos átomos—isto é, o arranjo…

1. electrões podem ser transferidos de um átomo para outro.os electrões podem ser partilhados entre átomos vizinhos.elétrons podem ser compartilhados com todos os átomos em um material.

a primeira forma dá origem ao que se chama uma ligação iónica. Considere como um exemplo um átomo de sódio, que tem um elétron em sua órbita externa, chegando perto de um átomo de cloro, que tem sete. Como são precisos oito elétrons para preencher a camada mais externa destes átomos, pode-se pensar que o átomo de cloro está faltando um elétron. O átomo de sódio doa o seu electrão de Valência único para preencher o buraco na camada de cloro, formando um sistema de cloreto de sódio a um nível de energia total mais baixo.

um átomo que tem mais ou menos electrões em órbita do que protões no seu núcleo é chamado de ião. Uma vez que o elétron de sua concha de Valência tenha sido transferido, o átomo de sódio estará faltando um elétron; ele, portanto, terá uma carga positiva e se tornará um íon de sódio. Simultaneamente, o átomo de cloro, tendo ganho um elétron extra, assumirá uma carga negativa e tornar-se-á um íon de cloro. A força eléctrica entre estes dois iões com cargas opostas é atraente e prende-os juntos. O composto resultante de cloreto de sódio é um cristal cúbico, comumente conhecido como sal de mesa comum.

a segunda estratégia de ligação listada acima é descrita pela mecânica quântica. Quando dois átomos se aproximam um do outro, eles podem compartilhar um par de elétrons externos (pense nos átomos como atirando os elétrons para trás e para a frente entre eles) para formar uma ligação covalente. Ligações covalentes são particularmente comuns em materiais orgânicos, onde moléculas muitas vezes contêm longas cadeias de átomos de carbono (que têm quatro elétrons em suas conchas de Valência).finalmente, em alguns materiais cada átomo dá um elétron externo que então flutua livremente—em essência, o elétron é compartilhado por todos os átomos dentro do material. Os elétrons formam um tipo de mar no qual os íons positivos flutuam como berlindes em melaço. Isto é chamado de ligação metálica e, como o nome indica, é o que mantém os metais Unidos.

também existem maneiras de átomos e moléculas se ligarem sem realmente trocarem ou compartilharem elétrons. Em muitas moléculas as forças internas são tais que os elétrons tendem a se agrupar em uma extremidade da molécula, deixando a outra extremidade com uma carga positiva. No geral, a molécula não tem carga elétrica líquida—é apenas que as cargas positivas e negativas são encontradas em diferentes lugares. Por exemplo, na água (H2O) os elétrons tendem a passar a maior parte de seu tempo perto do átomo de oxigênio, deixando a região dos átomos de hidrogênio com uma carga positiva. Moléculas cujas cargas são dispostas desta forma são chamadas moléculas polares. Um átomo ou íon que se aproxima de uma molécula polar a partir de seu lado negativo, por exemplo, irá experimentar uma força elétrica negativa mais forte do que a força elétrica positiva mais distante. É por isso que muitas substâncias se dissolvem na água: a molécula de água polar pode extrair íons de materiais, exercendo forças elétricas. Um caso especial de forças polares ocorre no que é chamado de ligação de hidrogênio. Em muitas situações, quando o Hidrogênio Forma uma ligação covalente com outro átomo, os elétrons se movem em direção a esse átomo, e o hidrogênio adquire uma leve carga positiva. O hidrogênio, por sua vez, atrai outro átomo, formando assim uma espécie de ponte entre os dois. Muitas moléculas importantes, incluindo o DNA, dependem de ligações de hidrogênio para sua estrutura.

finalmente, há uma maneira de uma ligação fraca se formar entre dois átomos eletricamente neutros. O físico holandês Johannes van der Waals primeiro teorizou um mecanismo para tal ligação em 1873, e agora é conhecido como forças de van der Waals. Quando dois átomos se aproximam, suas nuvens elétricas exercem forças repulsivas um sobre o outro, de modo que os átomos se tornam polarizados. Em tais situações, é possível que a atração elétrica entre o núcleo de um átomo e os elétrons do outro supere as forças repulsivas entre os elétrons, e uma ligação fraca se formará. Um exemplo desta força pode ser visto em lápis de grafite comum. Neste material, átomos de carbono são mantidos juntos em folhas por fortes ligações covalentes, mas as folhas são mantidas juntas apenas por forças de van der Waals. Quando um lápis é desenhado em papel, as forças de van der Waals quebram, e folhas de carbono descam. Isto é o que cria o traço de lápis escuro.