Cloro Faz Quantas Ligações

Quantas ligações o cloro forma na prática

O cloro é um halogênio da família 17 da tabela periódica, com configuração eletrônica [Ne] 3s² 3p⁅. Ele tem sete elétrons na camada de valência e, por isso, tende a ganhar um elétron para completar seu octeto, formando uma ligação covalente simples no estado fundamental. Isso responde à pergunta básica, mas a realidade laboratorial é mais complicada do que textbook ensina. Na grande maioria das reações orgânicas e inorgânicas que eu vejo no dia a dia, o cloro forma exatamente uma ligação. Quando ele se liga a um carbono, por exemplo, em cloreto de metila ou em um cloreto de alquila secundário, é uma ligação simples sigma, ponto final. Em HCl também é simples. Em Cl, é uma ligação única entre dois átomos de cloro. Aí começa a parte que os livros introdutórios costumam deixar de fora. O cloro também pode expandir seu octeto quando estiver em estados de oxidação mais altos, especialmente quando está ligado a átomos muito eletronegativos como oxigênio. Nesse caso, ele entra na zona de sp³d e forma compostos como o ácido perclórico (HClO), onde o cloro está formalmente em número de oxidação +7. Nesses compostos, o cloro faz quatro ligações sigma com oxigênio, com uma delas sendo parte de um grupo OH. Também existe o ClF, onde o cloro está em oxidação +3 e forma três ligações com flúor, num arranjo T-shaped devido à presença de dois pares solitários adicionais.

Em laboratório, quando eu trabalho com síntese de éteres via mecanismo de Williamson, por exemplo, e uso NaCl ou KCl como fonte de íons cloreto, a reação segue limpidamente com apenas uma ligação sendo formada entre o cloro e o carbono. Já quando o substrato é um álcool terciário, a coisa muda de figura porque o mecanismo passa a ser SN1, e aí o cloro simplesmente captura o carbocátion formado, sem se preocupar com estereoquímica. Se o cara tentar forçar SN2 num centro terciário, a reação não acontece e você gasta solvente afora. Outro ponto que vale anotar: em reações de substituição eletrofílica aromática, quando se usa Cl com um catalisador de FeCl ou AlCl, o cloro entra como um equivalente de Cl e forma uma única ligação com o anel aromático. Mas se você aumentar a concentração de cloro e o tempo de reação, pode acabar com di-, tri- ou até policloração, dependendo da temperatura e do solvente. Eu já passei dor de cabeça com isso em síndeses de clorobenzeno para indústria farmacêutica, onde o produto monoclorado era exigido com pureza acima de 98% e qualquer traço de dicloro quebrava a especificação do lote. Um detalhe técnico que muita gente esquece: o comprimento da ligação Cl–C é cerca de 1,77 Å em haletos de alquila, enquanto a ligação Cl–Cl em Cl mede aproximadamente 1,99 Å. A força da ligação Cl–C gira em torno de 327 kJ/mol, o que significa que ela é mais forte do que a ligação Cl–Cl, que é cerca de 242 kJ/mol. Isso explica por que reações radicais de cloração de alcanos precisam de energia de ativação considerável — seja luz UV, calor ou iniciadores radicais como AIBN.

Se a pergunta for estritamente sobre o cloro no seu estado de oxidação mais comum, a resposta é uma. Mas se você entrar no território de óxidos e haletos de cloro com oxigênio ou flúor, aí o número sobe para quatro ou três, respectivamente, e você precisa levar em conta hibridização sp³d e geometrias que não são triviais de prever só olhando a tabela periódica.