Ligações químicas

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Ligações químicas
Por que os átomos se ligam?
Por que os átomos se ligam?
Um átomo sempre tende a estar em seu menor estado de energia possível e, na maioria dos casos, isso inclui estar ligado a outros átomos.
Os átomos tendem a adquirir a configuração eletrônica do gás nobre que se encontra mais próximo na tabela periódica, ou seja, a configuração mais estável, em sua maioria, com 8 elétrons na camada de valência.
REGRA DO OCTETO
Assim, basicamente, um átomo se liga a outros átomos para alcançar estabilidade.
Como os átomos se ligam?
O tipo de ligação entre os átomos vai depender das propriedades atômicas que vimos quando estudamos tabela periódica.
Tipos de ligações químicas:
Ligação iônica
Ligação covalente
Ligação metálica
O átomo pode doar, receber ou compartilhar seus elétrons para realizar uma ligação química.
Ligação iônica
Ligação iônica é a interação eletrostática estabelecida entre íons de cargas opostas.
Na+ + Cl- → NaCl
Ligação iônica
Quais átomos realizarão esse tipo de ligação?
Energia de ionização: energia necessária para retirar um elétron do átomo.
Afinidade eletrônica: quantidade de energia liberada no momento em que um elétron é recebido por um átomo.
Perda e recebimento de elétrons
Ametais: tendem a receber elétrons (ânion)
Metais: tendem a doar elétrons (cátion)
Logo, a ligação iônica ocorre, no geral, entre um metal e um ametal.
Compostos iônicos
Compostos formados pela interação eletrostática de íons, ou seja, compostos formados por ligações iônicas.
Retículo cristalino: os íons se distribuem de forma organizada. 
Compostos iônicos
Característica dos compostos iônicos:
São sólidos à temperatura ambiente
Altas temperaturas de fusão e ebulição
São duros e quebradiços
São bons condutores em solução
Ponto de fusão:  801 °C
Ponto de ebulição: 1.465 °C
Compostos iônicos
Como saber a carga dos átomos?
Fórmula dos compostos iônicos:
Regra do octeto e distribuição eletrônica
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4 s2
1s2 2s2 2p4
Ligação metálica
Ligação metálica é a interação estabelecida entre dois átomos de metais a partir da disposição de elétrons livres ou semilivres.
Ligação metálica
Os metais são formados por aglomerados de átomos neutros e cátions, que estão circundados por uma “nuvem” ou “mar de elétrons”, que funciona como a ligação metálica, mantendo os átomos do metal unidos.
Compostos metálicos
Característica dos compostos metálicos:
São, em geral, sólidos à temperatura ambiente
Altos pontos de fusão e ebulição
Condutores de calor e eletricidade
Maleabilidade
Ductbilidade
Compostos metálicos
Ligas metálicas:
As propriedades físicas e químicas de uma certa substância estão relacionadas as interações entre as unidades que a constituem, isto é, as ligações químicas entre átomos ou íons e as forças intermoleculares que a compõem. No quadro, estão relacionadas algumas propriedades de cinco substâncias.
Qual substância apresenta propriedades que caracterizam o cloreto de sódio (NaCI)?
a) I 
b) II 
c) III 
d) IV 
e) V
Exemplo
Ligação covalente
Ligação covalente ocorre através do compartilhamento de elétrons entre os átomos.
Ligação covalente
Quais átomos realizarão esse tipo de ligação?
Eletronegatividade: Tendência de um átomo em compartilhar elétrons.
Compartilhamento de elétrons
Compostos covalentes
Os compostos covalentes são também chamados de compostos moleculares ou simplesmente moléculas.
Para construir uma molécula, o primeiro passo é pensar na estrutura de Lewis.
Estrutura da molécula de H2O
1) Determine o número de elétrons a serem incluídos na estrutura somando todos os elétrons de valência presentes em cada átomo da molécula:
H: 1 elétron 
H: 1 elétron
O: 6 elétrons
Total de elétrons de valência na molécula: 8 elétrons
Compostos covalentes
2) Escreva os símbolos químicos dos átomos num arranjo que mostre quais átomos estão ligados entre si:
H           O             H ou H H O?
3) Distribua os elétrons em pares: 
Sejam eles como ligação, ou livres sobre os átomos
Estrutura de Lewis da molécula de H2O
Compostos covalentes
Molécula de N2
N: 5 elétrons 
N: 5 elétrons
Total de elétrons de valência na molécula: 10
Molécula de NH3
N: 5 elétrons
H: 1 elétron
Total de elétrons de valência na molécula: 8
Molécula de CH4
C: 4 elétrons
H: 1 elétron
Total de elétrons de valência na molécula: 8
Geometria molecular
A geometria molecular descreve o arranjo espacial do átomo central e dos átomos ligados diretamente a ele.
Fazer a estrutura de Lewis
Contar quantos pares de elétrons o átomo central tem ao todo 
Contar os elétrons livres do átomo central
Consultar a tabela e montar a geometria
Geometria molecular
Molécula de NH3
4 pares de elétrons ao todo
1 par de elétrons livres
Molécula de H2O
4 pares de elétrons ao todo
2 pares de elétrons livres
Por que algumas substâncias não se misturam?
Polaridade das moléculas
A polaridade é definida pelos polos gerados a partir da diferença de eletronegatividade dos elementos constituintes da molécula.
Polaridade das moléculas
Para definir se uma molécula é polar ou apolar é necessário definir seu momento de dipolo.
O momento de dipolo é definido pela diferença de eletronegatividade dos átomos da molécula.
µ = 0 molécula apolar
µ ≠ 0 molécula polar
Por que algumas substâncias não se misturam?
A água é polar
O óleo é apolar
“Semelhante se dissolve em semelhante”
Mas por que isso acontece?
Material complementar – Interações intermoleculares
Pasta: Química geral e Inorgânica
Exceções à regra do octeto
Há casos em que um átomo formará uma ligação mesmo possuindo menos ou mais que 8 elétrons em sua camada de valência.
Boro e berílio
Fósforo e enxofre
Exemplo
A borana (BH3) é um agente redutor forte, utilizando em síntese orgânica para a redução de aminoácidos à aminoálcoois.
Pode-se afirmar sobre a borana:
a) possui geometria trigonal planar
b) é uma molécula polar
c) possui ângulo de ligação de 180º
d) apresenta momento dipolo
e) faz ligações dipolo-dipolo com a molécula de água.
Molécula de BH3
B: 3 elétrons 
H: 1 elétron (x3)
Total de elétrons de valência na molécula: 6 elétrons
µ = 0 molécula apolar
Exemplo (ENEM)
Por terem camada de valência completa, alta energia de ionização e afinidade eletrônica praticamente nula, considerou-se por muito tempo que os gases nobres não formariam compostos químicos. Porém, em 1962, foi realizada com sucesso a reação entre o xenônio (camada de valência 5s2 5p6) e o hexafluoreto de platina e, desde então, mais compostos novos de gases nobres vêm sendo sintetizados. Tais compostos demonstram que não se pode aceitar acriticamente a regra do octeto, na qual se considera que, numa ligação química, os átomos tendem a adquirir estabilidade assumindo a configuração eletrônica de gás nobre. Dentre os compostos conhecidos, um dos mais estáveis é o difluoreto de xenônio, no qual dois átomos do halogênio flúor (camada de valência 2s22p5) se ligam covalentemente ao átomo de gás nobre para ficarem com oito elétrons de valência.
Ao se escrever a fórmula de Lewis do composto de xenônio citado, quantos elétrons na camada de valência haverá no átomo do gás nobre?
A) 6
B) 8
C) 10
D) 12
E) 14
Exemplo (UFU)
O fosgênio (COCl2), um gás, é preparado industrialmente por meio da reação entre o monóxido de carbono e o cloro. A fórmula estrutural da molécula do fosgênio apresenta:
a) uma ligação dupla e duas ligações simples.
b) uma ligação dupla e três ligações simples.
c) duas ligações duplas e duas ligações simples.
d) uma ligação tripla e duas ligações simples.
e) duas ligações duplas e uma ligação simples
Molécula de COCl2
C: 4 elétrons 
O: 6 elétrons
Cl: 7 elétrons
Total de elétrons de valência na molécula: 17 elétrons
R
E
S
U
M
I
N
D
O