Ligação dativa, também denominada como “coordenada” é um tipo de conexão química covalente que ocorre de uma forma diferente do que é observado na ligação covalente normal. Nesse caso, o par de elétrons compartilhado é de apenas um dos átomos da molécula.
Neste texto, você aprenderá mais sobre a ligação covalente dativa, quais são os elementos químicos da tabela periódica que podem estabelecer esse tipo de conexão e quais são as principais moléculas do cotidiano que são formadas a partir dessa interação.
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O que é ligação dativa?
Vamos estudar as ligações químicas covalentes e, depois, aprofundar o conhecimento a respeito das ligações covalentes dativas. Assim, ficará mais fácil compreender e diferenciar essas interações atômicas.
Ligação covalente
A ligação covalente entre átomos acontece quando dois átomos compartilham elétrons aos pares, de forma que ambos fiquem com suas órbitas eletrônicas completas. É o que acontece na formação do CO2, por exemplo, quando o carbono forma dois pares eletrônicos com cada átomo de oxigênio.
Nesse tipo de interação, o par de elétrons entra na soma de ambos os átomos. O carbono possui quatro elétrons na última camada orbital, a cada par de elétrons estabelecido com o oxigênio, aumenta-se em 1 o número de elétrons na órbita carbônica. Perceba, então que, com os quatro compartilhamentos chega-se a 8 partículas negativas, o valor ideal para a estabilização atômica.
No caso do oxigênio, existem 6 elétrons na camada orbital. Então, com a formação de dois pares eletrônicos (cada um com 1 elétron do C e 1 elétron do O), aumenta-se em dois o número de elétrons da última camada, estabilizando a molécula.
Na imagem acima, são apresentados outros exemplos de ligações covalentes. Perceba que todos os compartilhamentos eletrônicos, que ficam na região de intersecção entre os átomos, estão determinados aos pares. As moléculas formadas, nesses casos, são:
- O2, o gás oxigênio;
- H2O, a molécula de água;
- HCl, o ácido clorídrico;
- CO2, o já mencionado gás carbônico ou dióxido de carbono;
- N2, o gás nitrogênio; e
- NO, o monóxido de nitrogênio.
Ligação covalente dativa ou coordenada
Diferentemente do que vimos até aqui, as ligações químicas covalentes dativas acontecem com o compartilhamento de elétrons de um só átomo. Nesse caso, um par de elétrons do átomo X é compartilhado com a órbita de outro átomo Y, mas não há a participação dos átomos de Y e, por isso, a contagem eletrônica de X não é alterada.
Você pode pensar nisso como um “compartilhamento sem intenções”, afinal, X cede parte de sua carga negativa sem receber nada em troca na interação com Y. Veja a imagem abaixo e acompanhe a explicação que se segue.
A reação química demonstra o processo químico de formação do íon amônio (NH4+). Perceba que, o primeiro reagente é a amônia (NH3). O nitrogênio possui 5 elétrons na camada orbital, de forma que três deles estão em compartilhamento covalente com átomos de hidrogênio, enquanto que dois estão “soltos”.
O hidrogênio e o hélio, diferente de outros elementos químicos, precisam de apenas dois elétrons na camada de valência para encontrar estabilidade. Então, observe que a molécula de amônia é um composto estável eletricamente.
Apesar disso, quando adicionada em um sistema que possui íons hidrogênio (H+), haverá uma atração entre o par de elétrons solto do nitrogênio com o cátion. Mesmo assim, sabemos que o nitrogênio e os hidrogênios da amônia não precisam de mais ou menos elétrons para se estabelecer na atmosfera.
Por essa razão, a atração favorece um compartilhamento de elétrons, mas que não altere a quantidade de partículas negativas dos átomos já estabilizados. É por isso que os elétrons do nitrogênio entrarão para a órbita do íon hidrogênio, de forma a deixá-lo neutro. Na reação, isso é representado pelo vetor vertical para cima que liga os elétrons ao H, no lado dos produtos.
+ Veja também: Ligações metálicas: o que são, características, questões
Quais elementos fazem ligação dativa?
Os átomos da família 15 da tabela periódica, entre eles, o nitrogênio e o fósforo, possuem 5 elétrons na última camada. Para estabilização, precisam de apenas três elétrons a mais, então podem fazer três ligações covalentes. Com isso, apenas um par de elétrons fica disponível para a realização de ligação dativa.
Os elementos químicos da família 16, por sua vez, possuem 6 elétrons na última camada. Por isso, compartilham dois de seus elétrons em pares covalentes. Assim, sobram dois pares de elétrons na última camada, assim, podem fazer até duas ligações dativas em uma só molécula.
Por fim, os elementos da família 17 são caracterizados por 7 elétrons na camada orbital mais externa, então só participam de um único par eletrônico covalente. Assim, sobram 3 pares eletrônicos, possibilitando o estabelecimento de três conexões dativas com outros átomos.
A família 14 da tabela periódica não pode fazer ligação dativa, já que todos os seus elétrons precisam ser compartilhados para que molécula atinja 8 elétrons na camada de valência. Como é o caso do carbono, tão presente nos compostos orgânicos.
Principais substâncias com ligação dativa
O trióxido de enxofre (SO3) é uma molécula que faz ligação dativa, de forma que o átomo de enxofre cede um par de elétrons para estabilizar a órbita de um dos átomos de oxigênio. Enquanto isso, os outros oxigênios estão ligados ao átomo por ligações covalentes simples. Esse composto é constituinte da chuva ácida, que atinge os locais mais urbanizados e poluídos.
O enxofre (S) participa, ainda, de uma molécula com ligação dativa muito conhecida pela elevada acidez. Nesse caso, o enxofre faz a ligação covalente com dois átomos de oxigênio, enquanto que os outros dois O recebem o par de elétrons de forma dativa, a partir do S.
Na molécula de H2SO4,, observe, por meio das cores dos elétrons (pontinhos) na representação de Lewis, que dois pares de elétrons do enxofre, em vermelho, completam a órbita dos oxigênios que estão posicionadas na vertical, nesta representação.
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