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QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA LIGAÇÕES QUÍMICAS Curso Técnico em Química Adaptado de Professor Agamenom Roberto Observe as substâncias presentes no nosso cotidiano Água O HH Cloreto de sódio (sal de cozinha) ClNa Nitrogênio N N Ozônio O O O Reflita: Porque ... ... nas substâncias os átomos estão unidos uns aos outros? ... na água há um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio? ... no cloreto de sódio há apenas um átomo de cada elemento? ... no ozônio existem três átomos do oxigênio? ... no nitrogênio temos dois átomos de nitrogênio? Os átomos dos GASES NOBRES são encontrados ISOLADOS na Os gases nobres e a estabilidade na natureza e, isto se deve à sua configuração eletrônica. 2He 1s 2 86Rn 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 54Xe 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 36Kr 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 18Ar 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 10Ne 1s 2 2s2 2p6 Com exceção do HÉLIO, todos têm na camada de valência 8 ELÉTRONS Átomos ou íons com esta configuração eletrônica são ESTÁVEIS Os átomos NÃO ESTÁVEIS se unem a outros átomos a fim de adquirir essa configuração eletrônica ESTÁVEL Essa é a TEORIA DO OCTETO Nestas uniões os átomos devem ... ... ganhar ou perder elétrons de sua última camada Na Cl+ –O SÓDIO PERDEUELÉTRON O CLORO GANHOU ELÉTRON ... compartilhar elétrons de sua última camada H H OS ÁTOMOS DE HIDROGÊNIO COMPARTILHARAM ELÉTRONS Os átomos com ... ... menos de QUATRO ELÉTRONS na última camada devem perder estes elétrons formando um CÁTION estável. 13Al 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 11Na 1s 2 2s2 2p6 3s1 Perde UM ELÉTRON Perde TRÊS ELÉTRONS ... mais de QUATRO ELÉTRONS na última camada devem GANHAR elétrons até completar o OCTETO formando um ÂNION estável. 17Cl 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 16S 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p4 Ganha DOIS ELÉTRONS Ganha UM ELÉTRON 01) Para adquirir configuração eletrônica de um gás nobre, o átomo de número atômico 16 deve: a) perder dois elétrons. b) receber seis elétrons. c) perder quatro elétrons. d) receber dois elétrons e) perder seis elétrons 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 Ganha DOIS ELÉTRONS 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 Ganha 1 elétron para completar o octeto 02) (UCDB-MS) Um elemento de configuração 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 possui forte tendência para: a) Perder 5 elétrons. b) Perder 1 elétron. c) Perder 2 elétrons. d) Ganhar 2 elétrons. e) Ganhar 1 elétron. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 Se encontra no 4º período da tabela periódica. 03)(UEPA) Em relação ao cálcio (Z = 20), elemento presente nas substâncias carbonato de cálcio e sulfeto de cálcio, é correto afirmar que: a) Se encontra no terceiro período da tabela periódica. b) Possui quatro elétrons na camada mais externa. c) Possui tendência a formar íons de carga positiva. d) Pertence à família dos metais alcalinos. Possui dois elétrons na camada mais externa. Possui tendência a formar CÁTIONS. Pertence à família dos metais alcalinos terrosos. 04) (UFRN) Na ligação química de um átomo X, alcalino – terroso (2A), com um elemento Y, pertencente à família dos halogênios (7A), deverá haver a formação de cátion e ânion, respectivamente: a) X+ e Y–. b) X+ e Y–2. c) X+2 e Y–. d) X+2 e Y–2. e) X+2 e Y–7. 2A perde DOIS ELÉTRONS X+2 7A ganha UM ELÉTRON Y– LIGAÇÃO IÔNICA ou ELETROVALENTE Esta ligação ocorre devido à ATRAÇÃO ELETROSTÁTICA entre íons de cargas opostas Na ligação iônica os átomos ligantes apresentam uma grande diferença de eletronegatividade , isto é, um é METAL e o outro AMETAL LIGAÇÃO ENTRE O SÓDIO (Z = 11) E CLORO (Z = 17) Na (Z = 11) 1s2 2s2 2p6 3s1 PERDE 1 ELÉTRON Cl (Z = 17) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 RECEBE 1 ELÉTRON CLORETO DE SÓDIO Na Cl+ –NaCl cloro Cl sódio Na CLORETO DE SÓDIO NaCl cloroCl magnésio Mg Cl cloro cloreto de magnésio MgCl 2 Mg (Z = 12) K = 2 L = 8 M = 2 Cl (Z = 17) K = 2 L = 8 M = 7 UMA REGRA PRÁTICA Para compostos iônicos poderemos usar na obtenção da fórmula final o seguinte esquema geral C Ax y 01) O composto formado pela combinação do elemento X (Z = 20) com o elemento Y (Z = 9) provavelmente tem fórmula: a) XY. b) XY2. c) X3Y. d) XY3. e) X2Y. X (Z = 20) 4s21s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Y (Z = 9) X perde 2 elétrons X 2+ 2s2 2p51s2 Y ganha 1 elétron Y 1 – 12 YX 02) Qual é a fórmula esperada para o composto formado pela união de um elemento metálico A, do grupo 1, com um elemento não metálico B, do grupo 15? A B perde 1 elétrons ganha 3 elétrons A1+ B3– A B 31 A3B 03) Num composto é formado pelo cátion X e o 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. X Y322 3 X3+ Y2–Perdeu 3 ELÉTRONStinha 3 elétrons na camada de valência Ganhou 2 ELÉTRONS tinha 6 elétrons na camada de valência 04)(UEG-GO) No final do século XVIII e início do XIX, graças ao trabalho de vários cientistas, chegou-se à conclusão de que qualquer tipo de material é formado por partículas extremamente pequenas denominadas átomos. Sobre um determinado elemento Y, o qual apresenta distribuição eletrônica 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5, considere as seguintes afirmativas: I. Constitui um elemento representativo da classificação periódica. II. Pertence à família dos calcogênios. III. Forma com um elemento X, do grupo 2, o composto iônico de fórmula XY2. IV. Tem tendência a receber 2 elétrons e a formar um íon Y 2 – . V. Tem seus elétrons distribuídos em 5 níveis de energia. Marque a alternativa CORRETA: a) As afirmativas I e III são verdadeiras. b) As afirmativas I, III e V são verdadeiras. c) As afirmativas I, III e IV são verdadeiras. d) As afirmativas I, IV e V são verdadeiras. e) Apenas a afirmativa I é verdadeira. 05) A camada mais externa de um elemento X possui 3 elétrons, enquanto a camada mais externa de outro elemento Y tem 6 elétrons. Uma provável fórmula de um composto, formado por esses elementos é: a) X2Y3. b) X6Y. c) X3Y. d) X6Y3. e) XY. X Y perde 3 elétrons ganha 2 elétrons X3+ Y 2– X Y 23 06) Átomos do elemento X, da família 3A, combina-se com Y, da família 5A. Sobre estes átomos temos que: O elemento X possui na sua camada de valência 3 elétrons.0 00 X 3A possui 3 elétrons na camada de valência O elemento Y possui na sua camada de valência 5 elétrons. Y 5A possui 5 elétrons na camada de valência 1 11 O composto formado possui fórmula X5Y3.2 2 33 YX simplificando XY 2 O elemento X forma o íon X 3+.3 3 X perde 3 elétrons X3+ 3 O elemento Y forma o ânion Y3 –.4 44 Y Ganha 3 elétrons Y 3– CARACTERÍSTICAS DOS COMPOSTOS IÔNICOS Um composto IÔNICO apresenta as propriedades a seguir: ❖ alto ponto de fusão e ebulição. ❖ bom condutor de corrente elétrica no estado líquido ou em ❖ sólido à temperatura ambiente. solução aquosa. sal de cozinha 01) (Uema) Se comparado à água, o cloreto de sódio possui ponto de fusão ..................., em conseqüência da ................................. entre ................... Dados: Na (Z = 11); Cl (Z = 17). Os termos que preenchem corretamente e ordenadamente as lacunas acima são: a) elevado, forte atração, suas moléculas. b) mais baixo, fraca atração, seus íons. c) mais elevado, fraca atração, seus átomos. d) mais baixo, forte atração, seus íons. e) elevado, forte atração, seus íons. ELEVADO FORTE ATRAÇÃO SEUS ÍONS 02)(PUC-RS) O elemento A tem número atômico 11 e o elemento B,8. O composto mais provável formado pelos elementos A e B será: a) Líquido nas condições ambientes. b) Um sólido com baixo ponto de fusão. c) Bom condutor de eletricidade quando fundido. d) Um composto de fórmula genérica AB2. e) Insolúvel em água. A (Z = 11) 1s2 2s2 2p6 3s1 B (Z = 8) A perde 1 elétrons A 1+ 2s2 2p41s2 B ganha 2 elétrons B2 – 21 BA composto iônico LIGAÇÃO COVALENTE ou MOLECULAR Ocorre quando átomos que necessitam GANHAR ELÉTRONS para se tornarem ESTÁVEIS se ligam entre si Estes átomos COMPARTILHAM ELÉTRONS de sua última camada Os elétrons passam a fazer parte da camada de valência dos dois átomos ligantes F F ELÉTRONS COMPARTILHADOS H H H H FÓRMULA ELETRÔNICA 2H H FÓRMULA ESTRUTURAL PLANA FÓRMULA MOLECULAR H (Z = 1) 1s1 FÓRMULAS DE UMA MOLÉCULA N (Z = 7) 2s2 2p31s2 N N FÓRMULA ELETRÔNICA N N FÓRMULA ESTRUTURAL PLANA N 2 FÓRMULA MOLECULAR Consideremos, como terceiro exemplo, a união entre dois átomos do ELEMENTO HIDROGÊNIO e um átomo do ELEMENTO OXIGÊNIO para formar a substância COMPOSTA ÁGUA (H2O) H (Z = 1) 1s1 O (Z = 8) 2s2 2p41s2 OH H OH H FÓRMULA ELETRÔNICA FÓRMULA ESTRUTURAL PLANA H2O FÓRMULA MOLECULAR 01) (Covest-PE) Nos compostos covalentes os átomos dos elementos se ligam através de ligações simples, dupla ou triplas dependendo de suas configurações eletrônicas. Assim, é correto afirmar que as fórmulas estruturais das moléculas H2, N2, CO2 e F2, são: a) H – H, N = N, O Ξ C – O, F – F. b) H – H, N Ξ N, O Ξ C – O, F = F. c) H – H, N Ξ N, O = C = O, F – F. d) H – H, N Ξ N, O Ξ C – O, F – F. e) H = H, N Ξ N, O = C = O, F = F. H H H H N N N NΞ O C O O = C = O F F F F 02)(Ufac) Quando o elemento X (Z = 12) se combina com o elemento Y (Z = 9), temos como resultado um composto que possui fórmula e tipo de ligação, respectivamente: a) XY – iônica. b) XY – covalente. c) XY2 – iônica. d) XY2 – covalente. e) X2Y2 – covalente. X (Z = 12) 1s2 2s2 2p6 3s2 Y (Z = 9) 1s2 2s2 2p5 X possui 2 elétrons na camada de valência Y possui 7 elétrons na camada de valência X perde 2 elétrons X2+ Y Ganha 1 elétrons Y 1– Ligação IÔNICA 12 YX 03) Dois elementos químicos X e Y combinam-se formando uma substância molecular XY3. X e Y podem ter números atômicos, respectivamente: a) 1 e 7. b) 2 e 9. c) 13 e 16. d) 15 e 35. e) 20 e 36. YX 1 3 Possui TRÊS ELÉTRONS desemparelhados e associados Possui UM ELÉTRON desemparelhado e associado Possui TRÊS ou CINCO ELÉTRONS na última camada Possui UM ou SETE ELÉTRONS na última camada X: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 Z = 15 Y: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5 Z = 35 X Xou YY ou 04) Os elementos químicos N e Cl podem combinar-se formando a substância: Dados: N (Z = 7); Cl (Z = 17) a) NCl e molecular. b) NCl2 e iônica. c) NCl2 e molecular. d) NCl3 e iônica. e) NCl3 e molecular. como os dois átomos são AMETAIS a ligação é molecular (covalente) Cl (Z = 17) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 N (Z = 7) 1s2 2s2 2p3 NCl Cl Cl NCl3 Vamos mostrar as ligações do dióxido de enxofre (SO2), onde os átomos de oxigênio e enxofre possuem 6 elétrons na camada de valência S OO S O O FÓRMULA ELETRÔNICA FÓRMULA ESTRUTURAL PLANA SO2 FÓRMULA MOLECULAR Esta última ligação covalente tem os DOIS ELÉTRONS vindos de um único átomos ligantes, esta ligação é chamada de LIGAÇÃO DATIVA ou COORDENADA Algumas EXCEÇÕES à TEORIA DO OCTETO H Be H O berílio ficou estável com 4 elétrons na camada de valência H Be H Algumas EXCEÇÕES à TEORIA DO OCTETO O boro ficou estável com 6 elétrons na camada de valência B F F F B F F F Algumas EXCEÇÕES à TEORIA DO OCTETO Átomos que ficam estáveis com mais de 8 elétrons na camada de valência S F F F F F F S F F F F F F O enxofre ficou estável com 12 elétrons na camada de valência Algumas EXCEÇÕES à TEORIA DO OCTETO P Cl Cl Cl ClCl P Cl Cl Cl ClCl O fósforo ficou estável com 10 elétrons na camada de valência 01) (PUC-SP) Qual das seguintes séries contém todos os compostos covalentes, cuja estabilização ocorre sem que atinjam o octeto? a) BeCl2, BF3, H3BO3, PCl5. b) CO, NH3, HClO, H2SO3. c) CO2, NH4OH, HClO2, H2SO4. d) HClO3, HNO3, H2CO3, SO2. e) HCl, HNO3, HCN, SO3. 02) Das espécies químicas abaixo, indique aquela que NÃO OBEDECE à regra do OCTETO. a) MgBr2. b) BF3. c) CO2. d) NaCl. e) SO2.
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