Em química, o que é um bivalente?

Em química, bivalente é um termo antigo para divalente, significando um átomo ou íon com uma valência de dois. Valência refere-se ao número de ligações covalentes que o átomo ou íon pode formar com outros átomos. As ligações covalentes são formadas através do compartilhamento de elétrons na camada de valência mais externa ou na órbita de um átomo, de modo que um átomo ou íon bivalente possui, por definição, dois elétrons de valência com os quais formar ligações. Ânions e cátions bivalentes - íons com cargas negativas e positivas, respectivamente - são importantes em muitos sistemas biológicos, incluindo o metabolismo humano.

Os elétrons podem ser visualizados como orbitando o núcleo de um átomo em uma série de conchas, cada uma das quais pode conter apenas um certo número de elétrons antes de ser preenchida. As conchas mais próximas do núcleo são preenchidas primeiro. Quando os átomos reagem um com o outro, eles tendem a se unir de modo a preencher sua camada mais externa ou valente de elétrons. Em quase todos os casos, uma valência completa consiste em oito elétrons - a mesma configuração de valência que os elementos da família dos gases nobres, a última coluna vertical na tabela periódica de elementos. A tendência dos átomos de ganhar ou perder elétrons de outros átomos para atingir esse octeto de valência estável é conhecida como regra do octeto.

Os elementos bivalentes têm dois elétrons de valência; portanto, a maneira mais fácil de atingir uma camada de valência de octeto completo é perder esses dois elétrons externos, deixando a camada por baixo preenchida. Por exemplo, quando o magnésio, que possui dois elétrons de valência, se liga ao oxigênio, que possui seis elétrons de valência, o átomo de oxigênio obtém os dois elétrons do magnésio para preencher seu octeto. Isso forma o composto MgO, óxido de magnésio.

Na tabela periódica, elementos químicos com a mesma configuração de elétrons de valência são exibidos no mesmo grupo ou coluna vertical. Os membros de cada grupo tendem a reagir quimicamente de maneira semelhante devido ao seu número comum de elétrons de valência. Elementos com dois elétrons de valência são encontrados no Grupo 2 e incluem berílio, magnésio, cálcio, estrôncio e bário. Alguns metais de transição, como ferro e manganês, também podem existir nesta forma.

Os íons bivalentes também são importantes em química. Quando um átomo perde seus dois elétrons de valência, mas não se liga covalentemente, ele se torna um íon ou cátion carregado positivamente. Da mesma forma, um átomo que obtém elétrons de seu estado neutro é considerado um ânion. Por exemplo, o sulfeto, um ânion bivalente, tem uma carga negativa de dois - tem dois elétrons a mais do que prótons. Magnésio e cálcio, que comumente formam cátions bivalentes, cada um tem uma carga positiva de dois.

Os cátions de cálcio e magnésio são frequentemente encontrados em água dura, água com alto conteúdo mineral. Eles também desempenham um papel importante nos processos biológicos. Os cátions de cálcio, por exemplo, se ligam às proteínas nas células e atuam como mensageiros na transdução de sinal - em outras palavras, estimulam eventos dentro da célula. Eles também são cruciais como componente estrutural das paredes celulares das plantas e na ativação da contração muscular em animais.