Aula 2 química ligações

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Professora Msc: Andréia Barreto de Brito
Química 
Aula 2 e 3 
O átomo, como já vimos antes é a menor parte de alguma coisa, ou pelo menos era. Depois vimos que podemos ter partículas que são os prótons e os elétrons, e depois os nêutrons, com esse conhecimento foi possível saber massa atômica de um átomo e seu número atômico.
Estudamos na tabela periódica os átomos em seu estado elementar, ou seja, quando ele se encontra eletricamente neutro, eles são encontrados na natureza sempre neste estado. Vimos a distribuição eletrônica de Linus Pauling e estudamos os subníveis de energia utilizando o diagrama de Pauling.
RESUMO
Ligações Químicas
Para entender as propriedades dos materiais, devemos analisar sua natureza atômica, ou seja, analisar a forma com que os átomos de um material se ligam e, também, a forma como as moléculas se ajusta. Essas interações serão denominadas aqui como Ligações Primárias e Ligações Secundárias.
1 – Ligações Primárias
São assim denominadas pois tratam-se de ligações entre átomos, a fim de se formar moléculas. 
Exemplos de ligações primárias:		i) Ligação iônica
					ii) Ligação covalente
					iii) Ligação metálica
i) Ligação iônica
Essa ligação primária é caracterizada pela ligação de metais (átomos susceptíveis à perda de elétrons na camada de valência) com ametais ou não metais, como mostrado na tabela periódica. Dessa forma, o metal doa elétrons para o ametal, com ambos átomos ficando estáveis. 
A ligação iônica aparece principalmente em materiais cerâmicos, sendo o oxigênio, o principal ametal. A alumina ou mais conhecido como óxido de alumínio, é um exemplo de substância formada por ligação iônica, pertencente à classe das cerâmicas.
Estrutura do NaCl, composto formado por ligação iônica
Os átomos se combinam devido sua última camada da eletrosfera, essa camada é chamada de camada de valência, 
A última camada da eletrosfera de um átomo tem um número variável de elétrons, indo de 1 a 8. Caso o elétron possua o número (8) dizemos que ele é estável segundo a regra do octeto, caso tenha menos ele passa a ser instável podendo ganhar ou perder elétrons.
Se o átomo irá ganhar ou perder elétrons depende com quem ele irá se ligar, ou melhor, se combinar. Falando de maneira bem simplificada, se o átomo possui de 1 até 3 elétrons, ele tem mais chance de perder do que ganhar pois faltam muitos elétrons para ele poder se estabilizar. Caso ele possua de 5 até 7 elétrons, ele precisa ganhar bem menos do que perder para se estabilizar, então ele provavelmente irá ganhar elétrons de um outro átomo.
Combinações químicas
Camada de valência
Quando o átomo não se encontra em seu estado eletricamente neutro chamamos eles de íons.
Os íons ocorrem quando os átomos deixam de estar no seu estado elementar e passa a se encontrar eletricamente negativo ou eletricamente positivo. (cátion e ânion).
O cátion é formado quando um átomo perde elétrons ficando com carga positiva. O ânion é formado quando o átomo ganha elétrons ficando com carga negativa.
Ions (cátions e ânios)
Combinações químicas
A camada de valência dos átomos se encontram em diferentes períodos, os elementos azuis, conhecidos como gases nobres possuem 8 átomos em sua última camada, então já se encontram estáveis e não irão se relacionar com outros elementos, eles serão para sempre os “forever alone” da química. Os outros elementos são abertos para relacionamentos e sempre estão se relacionando criando coisas novas.
O único elemento pertencente aos gases nobre que não possui oito elétrons em sua camada de valência é o Hélio (He), porém sua camada K já está fechada com o número máximo de elétrons, fora que ela está próxima demais do núcleo, precisaria de energia demais para tentar tira-los daí.
Mecanismo da ligação
 - apresenta 3 elétrons na camada de valência, esse fato se dá por esse átomo pertencer à família 3ª
	Desta forma, temos:
Al+3 – cátion de alumínio, mostrando que perde 3 elétrons
Já o oxigênio – apresenta 6 elétrons na camada de valência, por isso necessita de 2 elétrons para se estabilizar. Apresenta a seguinte configuração:
O-2 – ânion do oxigênio ganha 2 elétrons
Dessa forma, colocamos o alumínio (cátion) na frente do oxigênio (ânion), tal que:
𝐴𝑙+3𝑂−2→𝐴𝑙2𝑂3
Regra do octeto – os átomos se ligam, de modo a obterem 8 elétrons na camada de valência, quantidade semelhante à dos gases nobres
Na ligação iônica, devido à interação entre metais e ametais, eles átomos são denominados:
	Cátions – átomos que perdem elétrons na ligação iônica
	Ânions – átomos que recebem elétrons nas ligações iônicas
Retículos cristalinos de diferentes compostos iônicos
Cloreto de césio, sulfeto de zinco, Fluoreto de cálcio.
ii) Ligação Covalente 
Ligação que ocorre entre os não metais e, como ambos não tem a natureza de perder elétrons, ocorre um compartilhamento de elétrons entre os átomos ligantes. Essa ligação ocorre em materiais poliméricos, como compostos orgânicos. A ligação covalente ocorre, propiciando o compartilhamento, levando os átomos ligantes a apresentarem 8 elétrons na camada de valência, obedecendo a regra do octeto.
Formação da molécula do metano: 
Observe a ligação entre átomos de hidrogênio e um átomo de carbono, a fim de formar a molécula de metano, um gás inflamável, conhecido com gás de lixo, presente principalmente em locais onde se encontra matéria orgânica em decomposição
Fonte: https://www.alfaconnection.pro.br/fisica/moleculas/estabilidade-dos-atomos/790-2/
Aplicações
O silício é o material semicondutor mais usado atualmente, é usado em diodos, circuitos integrados, transistores, memórias, células solares, detetores, foto sensores, detetores de radiação entre outras aplicações.
Semicondutores intrínsecos aqueles que o comportamento elétrico está baseado na estrutura eletrônica, inerente ao metal puro, ou seja, não depende de impurezas presentes em sua estrutura;
Semicondutância Extrínseco do tipo n
Ocorre quando o silício que possui 4 elétrons na camada de valência, ligados entre si covalentemente tem em sua estrutura adicionado uma impureza com valência 5, ou seja, introduz-se um átomo da família 5A (P, As e Sb). Nesse caso, como a energia do elétron é relativamente pequena comparada aos elétrons do Si, esse elétron, como mostrado acima, torna-se o elétron livre ou de condução. 
Semicondutância Extrínseco do tipo p
Ocorre quando na estrutura do silício é adicionado um átomo da família 3ª, gerando buracos que serão preenchidos por elétrons, promovendo o movimento de elétrons em sua estrutura, dessa forma, aumentado a condutividade do material. De um modo geral, a concentração de impurezas é da ordem de 10-7 em percentagem em relação à quantidade total de átomos na estrutura. 
https://www.youtube.com/watch?v=sdRqeNY8A4M
https://www.youtube.com/watch?v=ZFnEdCpEU6E&t=41s
Composição: baixo teor de carbono (0.15%)+cromo (18%)+ niquel (aumenta a dureza 8%)
Cementação superficial: cromo, carbono, niquel;
Capeamento: cromagem, niquelagem, galvanização.
 
Questões
1-Um material sólido tem as seguintes características:- não apresenta brilho metálico;
- é solúvel em água;
- não se funde quando aquecido a 500 ºC;
- não conduz corrente elétrica no estado sólido;
- conduz corrente elétrica em solução aquosa.
Com base nos modelos de ligação química, pode-se concluir que, provavelmente, trata-se de um sólido
a) iônico.
b) covalente.
c) molecular.
d) metálico.
2-“Nas indústrias de fabricação de alumínio, mais de 70% dos recursos empregados é energia elétrica, um recurso que apesar de escasso ainda é muito barato no Brasil. Este custo é ainda inferior para empresas que possuem subsídio e pagam até um terço do preço pago pelos consumidores residenciais. Grande parte dos lingotes produzidos aqui é exportada e, lá fora, eles são transformados em componentes automotivos e equipamentos que o Brasil precisa comprar por um preço muito mais alto.”(Revista Veja, ed. Abril, ano 34, nº21, 2001)As ligações químicas entre os átomos de alumínio presentes nos lingotes produzidos são do tipo:
a) iônica.
b) dipolo-dipolo.
c) metálica.
d) covalente.
e) cristalina
03. (Ufu) Considere as alternativas a seguir e assinale a INCORRETA.
a) Pode-se obter fios a partir de elementos como ouro e níquel.
b) Metais são, em geral, muito resistentes à tração.
c) Quando polidas, superfícies metálicas refletem muito bem a luz.
d) Em materiais que apresentam ligação metálica, os pontos de fusão são sempre elevados.
04. Os metais, explorados desde a Idade do Bronze, são muito utilizados até hoje, por
exemplo, na aeronáutica, na eletrônica, na comunicação, na construção civil e na indústria
automobilística.
Sobre os metais, pode-se afirmar que são
a) bons condutores de calor e de eletricidade, assim como os não-metais.
b) materiais que se quebram com facilidade, característica semelhante aos cristais.
c) materiais que apresentam baixo ponto de fusão, tornando-se sólidos na temperatura ambiente.
d) encontrados facilmente na forma pura ou metálica, sendo misturados a outros metais, formando
o mineral.
e) maleáveis, transformando-se em lâminas, por exemplo, quando golpeados ou submetidos a rolo
compressor. 
5- Nenhuma teoria convencional de ligação química é capaz de justificar as propriedades
dos compostos metálicos. Investigações indicam que os sólidos metálicos são compostos de um
arranjo regular de íons positivos, no qual os elétrons das ligações estão apenas parcialmente
localizados. Isto significa dizer que se tem um arranjo de íons metálicos distribuídos em um "mar"
de elétrons móveis.
Com base nestas informações, é correto afirmar que os metais, geralmente:
a) têm elevada condutividade elétrica e baixa condutividade térmica.
b) são solúveis em solventes apolares e possuem baixas condutividades térmica e elétrica.
c) são insolúveis em água e possuem baixa condutividade elétrica.
d) conduzem com facilidade a corrente elétrica e são solúveis em água.
e) possuem elevadas condutividades elétrica e térmica
5-Para que um átomo neutro de cálcio se transforme no ion Ca2+ ele deve:
Receber dois elétrons
Receber dois prótons
Perder dois elétrons
Perder dois prótons
Perder um próton
6) Um elemento de configuração 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p5. possui forte tendência para:
Perder 5 elétrons
Perder 1 elétron
Perder 2 elétrons
Ganhar 2 elétrons
Ganhar 1 elétron
7- A seguir, são mostradas quatro distribuições eletrônicas. 
Sabendo que os números atômicos dos elementos em questão são (números atômicos Cl= 17; K=19; Al=13, Ne=10; Mg=12;) 
1s2 2s2 2p6
1s2 2s2 2p6 3s2
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Qual das configurações corresponde:
A cada um dos átomos Cl, Mg, Ne. 
b) A cada um dos íons Cl-, K+, Al 3+.
8- A fórmula N N indica que os átomos de nitrogênio estão compartilhando:
Prótons
Elétrons
Pares de prótons 
Pares de nêutrons
Pares de elétrons
9- Dados: O (Z=8); C (Z=6), F (Z=9); H (Z=1)
A molécula que apresenta somente uma ligação covalente normal é:
F2
O2
CO
O3
H2O
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