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1 Química Prof. Arilson Aluno(a):______________________________________________________ Ligações químicas Por que os átomos se ligam? Os átomos se ligam para adquirir estabilidade. A grande maioria dos átomos adquire estabilidade quando apresentam oito elétrons na camada mais externa.Essa teoria foi proposta por G.N.Lewis em 1916.A teoria do octeto foi baseada no estudo dos gases nobres. “Os átomos tendem a ceder, receber ou compartilhar elétrons, até que tenham 8 elétrons na camada de valência (ou 2 no caso da camada K).” “Existem muitas exceções a regra do octeto” Ligação iônica ou eletrovalente A ligação iônica resulta da transferência de elétrons da camada de valência de um átomo para a camada de valência de outro átomo. Os compostos iônicos geralmente são formados pela combinação de metais (perdem elétrons) com ametais ou semimetais (ganham elétrons).O processo de formação de um composto iônico é exotérmico.Os compostos iônicos não possuem moléculas. Os cátions e ânions se agrupam formando um retículo cristalino.O retículo é a unidade de repetição do cristal iônico. Número de coordenação(NC) de um íon em um retículo cristalino, corresponde ao número de íons de carga oposta que o circunda imediatamente,ou seja,número de íons vizinhos. Fórmula de compostos iônicos Toda ligação iônica forma um sistema eletricamente neutro. O número total de elétrons cedidos é igual ao número total de elétrons recebidos. Nox Lig. iônica (grupos) Obs: Os nox +1 no grupo 13, +2 no grupo 14 e +3 no grupo 15 podem ser explicados pelo efeito do par inerte que é a tendência de formar íons duas unidades mais baixas em carga que o esperado pelo número do grupo; isto é mais pronunciado nos elementos pesados no bloco p da tabela.Esse efeito não é abordado no ensino médio. In, Ta = +1,+3 Pb, Sn =+2,+4 Sb, Bi = +3,+5 Caráter iônico Quanto maior a diferença de eletronegatividade entre os átomos ligados, maior é o caráter iônico do composto. Quando a diferença de eletronegatividade entre os átomos é maior que 1,7 a tendência e de se ter um composto iônico. Propriedades dos compostos iônicos •Todo composto iônico é sólido nas CNTP. •São duros e quebradiços. •Possuem altos pontos de fusão e ebulição. •São isolantes elétricos no estado sólido e condutores nos estados líquido e gasoso. •Soluções de compostos iônicos conduzem corrente elétrica (soluções eletrolíticas). Ponto de fusão e energia de rede Os fatores que devem ser analisados na comparação de pontos de ebulição e fusão são: cargas dos íons e raios iônicos. O primeiro fator que deve ser analisado, são as cargas elétricas dos íons,pois os raios iônicos não possuem uma grande variação. A lei de Coulomb é uma boa aproximação para determinar a força de atração entre os íons: 2 21..|| d qqK F = → onde K é uma constante, q1 é a carga do cátion, q2 é a carga do ânion e d é a soma dos raios iônicos.Portanto, os PF/PE dos compostos iônicos é diretamente proporcional a carga dos íons e inversamente proporcional aos seus raios. Energia de rede A energia de rede é a energia necessária para separar completamente um mol de um composto iônico no estado sólido em íons gasosos.Para o cloreto de sódio a energia de rede é de 788kJ.mol1-.Veja: NaCl(s) + 788kJ(energia absorvida) → 𝑁𝑎(𝑔) 1+ + 𝐶𝑙(𝑔) 1− Quanto maior for o ponto de fusão de um composto iônico, maior será a sua energia de rede. Observe a tabela a seguir: Exercício resolvido arilsonmartino@hotmail.com 2 01)Ordene os composto iônicos BaO, LiF, CrN e KF em ordem crescente de energia de rede. Resolução: Primeiro determinamos as cargas elétricas, veja: Li+1 F1-(s) Ba 2+ O2- (s) Cr 3+ N3- (s) K +1 F1-(s) A energia de rede aumenta à proporção que as cargas dos íons aumentam e que seus raios diminuem. As menores energia de rede são do LiF e KF,sendo que, a menor e do KF devido ao maior raio do K1+ em relação ao Li1+.Portanto, a ordem crescente de energia de rede é a seguinte: KF < LiF < BaO < CrN Caráter iônico Quanto maior a diferença de eletronegatividade entre os átomos ligados, maior é o caráter iônico do composto.Geralmente,quando a diferença de eletronegatividade entre os átomos é maior do que 1,7 a ligação formada é predominantemente iônica.Observe os exemplos a seguir: Observações •Os metais de transição formam compostos iônicos que não obedecem obrigatoriamente à regra do octeto. Ex :FeCl3. •Os compostos iônicos de hidrogênio são denominados hidretos. •Compostos iônicos importantes: NaCl= sal de cozinha CaO = óxido de cálcio (cal virgem ou viva) Al2O3 = óxido de alumínio (principal componente do minério bauxita) Fe2O3= óxido de ferro III (principal componente do minério hematita) •Existem compostos formados por metais e ametais que não são iônicos. Ex: BeCl2 ,AlCl3. •Existem compostos iônicos que não possuem metal. Ex (NH4)3PO4, H3C─NH3 +Cl- Exercícios propostos 01 - (UFC CE/2007)A energia de rede (U) para um composto iônico MX pode ser definida como a energia necessária para ocorrer a seguinte reação: )g( X)g( M)s( MX −+ +→ Considere os seguintes compostos: NaF, NaCl, CaF2, CaCl2, LiF e LiCl. Com base nas informações, assinale a alternativa correta. a)Todos os compostos apresentados são espécies apolares. b)A temperatura de fusão do LiCl é maior que a temperatura de fusão do LiF. c)A temperatura de fusão do NaF é menor que a temperatura de fusão do NaCl. d)O módulo da energia de rede do LiCl é maior que o módulo da energia de rede do LiF. e)O módulo da energia de rede do CaF2 é maior que o módulo da energia de rede do CaCl2. 02 - (UFAM/2007)O número de coordenação dos íons que formam o cloreto de sódio, o cloreto de césio e o fluoreto de cálcio, são, respectivamente: a)6, 6, 6, 6, 1, 2 b)1, -1, 1, -1, 2, -1 c)6, 6, 8, 8, 8, 4 d)1, 1, 1, 1, 1, 2 e)1, 1, 8, 8, 4, 4 03 - (UNIRIO RJ) De acordo com a Lei de Coulomb, a força de atração entre partículas de cargas opostas é diretamente proporcional às suas cargas e inversamente proporcional ao quadrado das distâncias entre eles. 2)rr( )q'q(k f −+ + + = onde q' e q são as cargas dos íons, r+ e r− são os raios dos íons e K é uma constante. Compare os compostos MgO e BaO, quanto aos seus pontos de fusão, sabendo-se que os raios iônicos do Ba2+ e Mg2+, são, respectivamente,1,35 Å e 0,65 Å. 04 - (UEG GO/2012)Dois elementos químicos A e B apresentam número atômicos iguais a 13 e 16, respectivamente. Ao reagirem entre si, eles formam um composto iônico do tipo a)AB b)AB2 c)A2B d)A2B3 05 - (UDESC SC/2011) Um composto é formado pelo cátion X e ânion Y, com fórmula química representada por X2Y3. A respeito desse composto, assinale a alternativa correta. a)O átomo X possui 2 elétrons na camada de valência. b)O átomo Y possui 6 elétrons na camada de valência. c)O átomo Y possui 2 elétrons na camada de valência. d)O átomo X possui 6 elétrons na camada de valência. e)O composto se estabiliza por ligação química covalente. 06 - (PUC Camp SP)Na estrutura do cloreto de sódio encontramos um aglomerado de: a)cátions e ânions; b)macromoléculas; c)íons hidratados d)átomos independentes e)moléculas diatômicas 07 - (PUC RJ)Qual das substâncias abaixo apresenta maior caráter iônico? a)KCl b)NaI c)CaBr2 d)Li2S e)FeS 08 - (ITA SP) Em cristais de cloreto de sódio, cada íon de sódio tem como vizinhos mais próximos quantos íons cloreto? a)1 b)2 c)4 d)6 e)8 09 - (ACAFE SC)Num cristal de NaCl, a menor distância entre os núcleos dos íons Na+ e Cl- é 2,76 Å, e a distância entre os dois íons cloreto que se encostam é 3,26 Å.Portanto, o raio do íon sódio é: a)2,76 Å. b)0,95 Å. c)3,62 Å. d)0,86 Å. e)6,38 Å. 10 - (UFMG)Existem algumas propriedades que são adequadas para caracterizar os sólidos iônicos, uma vez que a grande maioria desses sólidos apresenta essas propriedades. Outras propriedades não são adequadas para esse fim, pois podem existir sólidos iônicos que não apresentem essas outras propriedades.Considere o conjunto dos sólidos iônicos. Entre as propriedades relacionadas, indique a que NÃO será exibida por um grande número de sólidos. a)Apresentar altas temperaturas de fusão. b)Conduzir corrente elétrica quando fundido. c)Ser isolante térmico e elétrico em estado sólido. d)Ser solúvel em água. 11 - (Unimontes MG/2010)A figura seguinte refere-se à estrutura de um sólido formado por suas unidades constituintes. Em relação ao sólido e suas unidades constituintes, é CORRETO o que se afirma em a)As ligações químicas que se estabelecem entre as unidades constituintes da estrutura são iônicas. b)As unidades constituintes da estrutura são moléculas que permitem o deslize na rede cristalina. arilsonmartino@hotmail.com 3 c)Deslizes na rede cristalina originam debilidades na resistência, devido às atrações interiônicas. d)As unidades constituintes dispõem-se em um arranjo desordenado, formando um sólido amorfo. 12 - (UFGD MS/2010) Os elementos fictícios X, Y, Z e T formam óxidos de fórmulas moleculares X2O; Y2O3; ZO2 e TO. Considerando que estes elementos possam reagir com nitrogênio, assinale a alternativa correta para as prováveis fórmulas de seus nitretos. a)X3N; Y2N3; ZN2; T3N. b) X2N3; YN; ZN; T2N. c) XN; Y2N; Z2N3; T2N5. d) X3N; YN; Z3N4; T3N2. e) X2N; Y3N2; Z3N2; TN2. 13 - (UFAM/2007) Os sulfetos e os fluoretos de metais alcalinos terrosos (M) terão, respectivamente, a seguinte fórmula mínima (números atômicos S=16 e F=9): a)MS2 e MF b)MS e MF2 c)M2S2 e M2F4 d)MS e MF3 e)M2S2 e MF2 14 - (UERJ) As esferas da figura abaixo representam os íons formadores de um cristal de cloreto de sódio. Considere que o íon com maior número de camadas eletrônicas é representado pela esfera de maior raio e que a distância entre os núcleos dos íons X e Y vale 10 3 unidades de comprimento. O símbolo do elemento formador do íon de menor tamanho e a menor distância, na mesma unidade de comprimento, entre o núcleo de um cátion e o núcleo de um ânion, são: a)Cl 3 b)Na, 3 c)Cl, 5 d)Na, 5 15 - (FPS PE/2013)Quando átomos X com configuração eletrônica 1s2 2s2 2p6 3s2 reagem com átomos Y com configuração 1s2 2s2 2p5 há formação de cátions e ânions. Qual a valência dos cátions e ânions formados, respectivamente? a)Monovalente e monovalente. b)Monovalente e bivalente. c)Bivalente e monovalente. d)Bivalente e bivalente. e)Bivalente e trivalente. 16 - (FPS PE/2013) Considere os átomos X, com número atômico 13, e os átomos Y com número atômico 8. Entre esses átomos forma-se um composto com a seguinte fórmula: a)X3Y2 b)X2Y3 c)XY d)X4Y3 e)X2Y5 17 - (FMJ SP/2013)Um átomo neutro de um elemento químico apresenta um elétron na última camada. É correto afirmar que esse átomo a)tem tendência a perder 2 elétrons para se estabilizar. b)é um gás nobre. c)pertence à família 2 da classificação periódica. d)tem tendência a perder 1 elétron para se estabilizar. e)pertence à família 5 da classificação periódica. 18 - (FAMECA SP/2013)O cloreto de sódio é largamente utilizado pela população na preparação de alimentos, mas pode ser prejudicial à saúde se for consumido em excesso, favorecendo a retenção de líquidos e, consequentemente, produzindo a elevação da pressão arterial. Em relação a essa substância, o tipo de ligação e o número total de pares de elétrons da última camada do íon cloreto são, respectivamente, a)covalente e 4. b)iônica e 2. c)iônica e 6. d)iônica e 4. e)covalente e 8. GABARITO: 1) Gab: E 2) Gab: C 3) Gab: A força de atração existente entre o íon O2− e o íon Ba2+ é menor que a existente entre o íon O2− e o íon Mg2+. Consequentemente, o MgO terá o maior ponto de fusão. 4) Gab: D 5) Gab: B 6) Gab: A 7) Gab: A 8) Gab: D RESOLUÇÃO O Cloreto de Sódio apresenta número de coordenação 6:apresenta um arranjo cúbico com um íon em cada uma das faces do cubo. 9) Gab: B 10) Gab: D 11) Gab: A 12) Gab: D 13) Gab: B 14) Gab: D 15) Gab: C 16) Gab: B 17) Gab: D 18) Gab: D
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