Como os átomos se ligam - George Zaidan and Charles Morton

Veja a lição completa: http://ed.ted.com/lessons/how-atoms-bond-george-zaidan-and-charles-morton

Os átomos podem (e fazem isso) se ligar constantemente; é assim que eles formam moléculas. Às vezes, em um cabo de guerra atômico, um átomo puxa elétrons de outro átomo, formando uma ligação iônica. Os átomos também podem ser legais uns com os outros e compartilhar elétrons, em uma ligação covalente. Do simples oxigênio ao complexo cromossomo humano 13, George Zaidan e Charles Morton explicam a simples ligação química.

Lição de George Zaidan e Charles Morton, animação de Bevan Lynch.

A maioria dos átomos não anda só.

Em vez disso, eles se ligam
com outros átomos.

E ligações podem
ser formadas entre átomos

de um mesmo elemento

ou átomos de elementos diferentes.

Provavelmente você imaginou essa
ligação como um cabo de guerra.

Se um átomo for muito forte,

pode tirar um ou mais elétrons

de outro átomo.

Então, o resultado é um íon
de carga negativa

e um íon de carga positiva.

E a atração entre essas cargas opostas

é chamada de ligação iônica.

É um tipo de compartilhamento

em que você simplesmente cede
um brinquedo para outra pessoa

e nunca mais o recebe de volta.

O sal de cozinha, ou cloreto de sódio,

é formado por ligações iônicas.

Cada átomo de sódio cede um elétron

a cada átomo de cloro,

formam-se íons

e esses íons se organizam

em uma grade 3D chamada de treliça,

onde cada íon de sódio

liga-se a seis íons de cloro,

e cada íon de cloro liga-se

a seis íons de sódio.

Os átomos de cloro nunca devolvem

os elétrons dos átomos de sódio.

Mas essa troca nem sempre
é tão simples.

Se um átomo não domina
completamente o outro,

eles podem, na verdade,
compartilhar elétrons entre si.

É como uma refeição,

para a qual você e um amigo
trazem um prato cada

e, então, ambos comem
do que ambos trouxeram.

Os átomos são atraídos pelos
elétrons compartilhados

entre eles,

e essa atração é chamada
de ligação covalente.

As proteínas e o DNA em nosso corpo,

por exemplo,

são formados basicamente
por essas ligações covalentes.

Alguns átomos podem ter
uma ligação covalente

com apenas um outro átomo.

Outros, com muitos mais.

O número de átomos

com os quais
um átomo pode se ligar

depende de como
seus elétrons se organizam.

Então, como os elétrons se organizam?

Cada átomo de um elemento
puro, não misturado,

é eletricamente neutro,

porque possui o mesmo número

de prótons no núcleo

que o de elétrons em torno do núcleo.

E nem todos esses elétrons
estão disponíveis para ligações.

Somente os elétrons mais afastados,

os que possuem orbitais
mais distantes do núcleo,

os que têm mais energia.

Somente esses participam de ligações.

A propósito, isso também
se aplica às ligações iônicas.

Lembra-se do cloreto de sódio?

Bem, o elétron que o sódio perde

é o que fica mais
distante de seu núcleo,

e o orbital que esse elétron ocupa

quando ele passa para o cloro

também é a mais distante do núcleo.

Mas voltemos às ligações covalente.

O carbono possui quatro elétrons

que ficam livres para ligações,

o nitrogênio possui três

e o oxigênio, dois.

Então, o carbono é propenso
a formar quatro ligações,

o nitrogênio três

e o oxigênio duas.

O hidrogênio possui apenas um elétron.

Por isso, ele pode formar
apenas uma ligação.

Em alguns casos especiais,

os átomos podem
formar mais ligações

que o esperado,

mas eles precisam
ter uma boa razão para isso,

ou as coisas tenderão
a se desintegrar.

Grupos de átomos

que compartilham elétrons
de forma covalente uns com os outros

são chamados de moléculas.

Elas podem ser pequenas.

Por exemplo,
cada molécula do gás oxigênio

é formada de apenas
dois átomos de oxigênio

ligados um com o outro.

Ou podem ser muito, muito grandes.

O cromossomo 13 humano é composto
apenas de duas moléculas,

mas cada uma possui
37 bilhões de átomos.

E esse bairro,

essa cidade de átomos,

é formada pela simples
ligação química.