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QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA CAMADA DE VALÊNCIA A camada de valência é a camada mais externa que um átomo pode apresentar, ou seja, é a camada mais distante do núcleo de um átomo. Uma das formas de determiná-la é por meio da distribuição eletrônica. Como podemos observar no diagrama de Linus Pauling, um átomo apresenta sete níveis de energia (1 a 7). Quando realizamos a distribuição eletrônica, a camada de valência será sempre a última. Veja os exemplos a seguir: Exemplo 1: Átomo de sódio (11Na) Exemplo 2: Átomo de germânio (32Ge) Analisando a distribuição acima, é possível constatar que a camada de valência (nível mais afastado do núcleo) é o quarto nível e possui quatro elétrons (nos subníveis s e p). Exemplo 3: Átomo de urânio (92U) Analisando a distribuição eletrônica do urânio, é possível constatar que a camada de valência é o sétimo nível e apresenta dois elétrons (no subnível s). Camada de valência de acordo com famílias e grupos Família x Número de elétrons IA: Metais alcalinos x 1 IIA: Metais alcalino-terrosos x 2 IIIA: Boro x 3 IVA: Carbono x 4 VA: Nitrogênio x 5 VIA: Calcogênios x 6 VIIA: Halogênios x 7 VIIIA: Gases Nobres x 8 LIGAÇÕES QUÍMICAS Uma ligação química ocorre quando há atração entre os átomos. Em cada ligação as partículas positivas são atraídas pelas partículas negativas. Se um dos átomos perde elétrons, o outro deve ganhar elétrons para que os átomos possam adquirir cargas elétricas opostas e se atrair, estabelecendo uma ligação entre eles. Toda substância existente na Terra é formada pela combinação de elementos químicos, exceto os gases nobres (raros); os gases nobres estão na coluna 18 (Grupo 8A) da Tabela Periódica. REGRA DO OCTETO (a) (b) Eu ficaria mais nobre sem este meu elétron no 3º nível. Se você quiser eu lhe dou este meu elétron. Oba! Obrigado! Estava mesmo precisando de mais um elétron para adquirir estabilidade! Gases Nobres K L M N O P Hélio 2 Neônio 2 8 Argônio 2 8 8 Criptônio 2 8 18 8 Xenônio 2 8 18 18 8 Radônio 2 8 18 32 18 8 REGRA DO OCTETO REGRA DO OCTETO Percebemos que todos os gases do grupo 18 da tabela periódica (exceto o hélio) possuem oito elétrons em sua última camada; como esses gases pareciam não formar ligação com outros elementos, foram chamados de gases nobres pelos cientistas; estudando os demais elementos, os cientistas perceberam que, ao formarem ligações, eles também adquiriam oito elétrons em sua última camada; assim, uma condição para um átomo possuir estabilidade é ele adquirir oito elétrons na última camada: é a Teoria do Octeto! TIPOS DE LIGAÇÕES QUÍMICAS Características Elementos Iônica Transferência de elétrons Metal H Semimetal Ametal Covalente Compartilhamento de pares de elétrons Ametal H H Semimetal Ametal Metálica Cátions de elementos metálicos envoltos em uma nuvem eletrônica Metal Metal LIGAÇÃO METÁLICA Os Metais são formados por redes gigantes de átomos que se unem por meio da ligação metálica. Esse tipo de ligação explica as principais propriedades dos metais: • Conduzem corrente elétrica. • São brilhantes e maleáveis (podem ser transformados em lâminas). • Apresentam alta condutibilidade térmica e temperatura de fusão elevada. LIGAÇÃO METÁLICA LIGAÇÃO IÔNICA É a ligação que ocorre entre átomos de metais e não metais. Átomos de elementos metálicos se unem a átomos de elementos não metálicos por meio da transferência de elétrons. Os metais doam elétrons transformando-se em cátions (íons metálicos carregados positivamente), e os não metais ganham elétrons transformando-se em ânions (íons de não metais carregados negativamente). LIGAÇÃO IÔNICA Em um composto iônico no estado sólido, os cátions e os ânions estão ordenados regularmente, originando um agregado chamado retículo cristalino ou cristal iônico. Esse tipo de ligação explica as principais propriedades dos compostos iônicos: • São sólidos. • Conduzem corrente elétrica apenas em solução aquosa ou no estado líquido (quando fundidos). • Apresentam elevados pontos de fusão e de ebulição. LIGAÇÃO IÔNICA São as ligações que ocorrem a partir da transferência de elétrons de um METAL para um AMETAL; o METAL perderá elétrons e tornar-se-á um CÁTION; o AMETAL ganhará os elétrons cedidos e tornar-se-á um ÂNION. ClClNa Na + – 1 A 7 A + + LIGAÇÃO IÔNICA ClClMg Mg 2+ – 2 A 7 A + + 7 A + 2Cl MgCl2 LIGAÇÃO IÔNICA LIGAÇÃO IÔNICA Para escrever a fórmula de um composto iônico, é preciso descobrir a carga do íon formada pelos elementos presentes e levar em conta que a carga total do composto é nula. [ Cátion x+ ] y [Ânion y- ] x O cátion é escrito à esquerda e o ânion, à direita. [ Ca 2+ ]1 [ F - ]2 CaF2 LIGAÇÃO COVALENTE É a ligação que ocorre entre átomos de não metais. Átomos de elementos não metálicos unem-se pelo compartilhamento de um, dois ou três pares de elétrons. Esse tipo de ligação é chamado covalente, e as substâncias formadas são denominadas moléculas. As ligações covalentes podem ser polares ou apolares. Se a ligação ocorrer entre átomos iguais é chamada de ligação covalentes apolar, e se a ligação ocorrer entre átomos diferentes é chamada de ligação covalente polar. LIGAÇÃO COVALENTE Esse tipo de ligação explica as principais propriedades dos compostos moleculares: • Podem ser sólidos, líquidos ou gasosos. • Não conduzem corrente elétrica nos estados sólido e líquido. •Apresentam baixos pontos de fusão e de ebulição. Exemplos: Hidrogênio (H2), água (H2O), dióxido de carbono (CO2), cloro (Cc2). LIGAÇÃO COVALENTE LIGAÇÃO COVALENTE LIGAÇÃO COVALENTE LIGAÇÃO COVALENTE LIGAÇÃO COVALENTE DATIVA Ligação covalente dativa ocorre quando um átomo compartilha seus elétrons. Essa ligação obedece à Teoria do Octeto, onde os átomos se unem tentando adquirir oito elétrons na camada de valência para atingir a estabilidade eletrônica. O elemento ele faz ligações a mais que o normal! Exemplo: formação de dióxido de enxofre (SO2). LIGAÇÃO COVALENTE DATIVA POLARIDADES As ligações covalentes são afetadas pela eletronegatividade dos átomos ligados entre si. Dois átomos de eletronegatividade igual formam ligações covalentes não-polares ( Apolares ) ( como H-H ), e um relacionamento desigual cria ligações covalentes Polares (como o H-Cl). Covalente Apolar H-H Covalente Polar H-Cl POLARIDADES Definição: acúmulo de cargas elétricas em regiões distintas da ligação – pólos. Ligações Iônicas: são fortemente polarizadas, cada íon define um pólo da ligação. + _ POLARIDADES Ligações Covalentes: é função da diferença de eletronegatividade entre os átomos da ligação. Classificação: - Apolar: formadas por átomos de eletronegatividades iguais, a nuvem não se deforma. - Polar: formadas por átomos de eletronegatividade diferentes, a nuvem se deforma. POLARIDADES Ligação covalente apolar: Ligação covalente polar: H2 HCl H H H Cl + - POLARIDADES 1) Ligação Covalente Apolar: Ocorre entre átomos iguais. Dessa forma, os átomos possuem mesma eletronegatividade e atraem, consequentemente, o par eletrônico compartilhado com a mesma intensidade. Ex.: H2, O2, N2 H H O par eletrônico é equidistante aos dois núcleos POLARIDADES 2) Ligação Covalente Polar: Ocorre entre átomos diferentes. Dessa forma, o átomo que possui maior eletronegatividade atrai o par eletrônico compartilhado com maior intensidade. Ex.: HCl. O par eletrônico fica mais próximo do cloro pois este átomo atrai mais fortemente os elétrons da ligação covalente (porque é mais eletronegativo). POLARIDADES H Cl + - A ligação forma um dipolo elétrico POLARIDADES Obs. Quanto maior a diferença de eletronegatividade entre os átomos maior a polarização. F O N = Cl Br I = S= C P = H metais A cada ligação covalente polar corresponde um dipolo elétrico.Serão tantos dipolos, quantas forem as ligações polares. EXERCÍCIOS 01) Um elemento A, de número atômico 13, combina se com um elemento B, de número atômico 17. A fórmula molecular do composto e o tipo de ligação são respectivamente: a) AB2. b) A2B. c) A3B. d) AB3. e) A7B3 EXERCÍCIOS 02) Um elemento M do grupo 2A forma um composto binário iônico com um elemento X do grupo 7A. Assinale, entre as opções abaixo, a fórmula do respectivo composto: a) MX b) MX2 c) M2X d) M2X7 e) M7X2 EXERCÍCIOS 03) Um elemento M da família dos metais alcalino terrosos forma um composto binário iônico com um elemento X da família dos halogênios. Assinale, entre as opções abaixo, a fórmula mínima do respectivo composto: a) MX b) MX2 c) M2X d) M2X7 e) M7X2 EXERCÍCIOS 04) Dois átomos de elementos genéricos A e B apresentam as seguintes distribuições eletrônicas em camadas: A 2, 8, 1 e B 2, 8, 6. Na ligação química entre A e B: I. O átomo A perde 1 elétron e transforma-se em um íon (cátion) monovalente. II. A fórmula correta do composto formado é A2B e a ligação que se processa é do tipo iônico. III. O átomo B cede 2 elétrons e transforma-se em um ânion bivalente. Assinale a alternativa correta: a) Apenas II e III são corretas. b) Apenas I é correta. c) Apenas II é correta. d) Apenas I e II são corretas. e) Todas as afirmativas são corretas. EXERCÍCIOS 5) Das substâncias abaixo qual alternativa representa uma ligação entre Ba e Cl? A) Ba2Cl ( Cloreto de bário) B) BaCl2 (Cloreto de bário) C) Ba2Cl3 (Cloreto de bário) D) Ba3Cl (Cloreto de bário) EXERCÍCIOS 6) Representa uma ligação iônica: A) NaI (iodeto de sódio) B) HBr (ácido bromídrico) C) H2O (água) D) CO2 (dióxido de carbono) EXERCÍCIOS 07) Um átomo possui 19 prótons, 20 nêutrons e 19 elétrons. Qual dos seguintes átomos é seu Isótopo? a) 18A 41 . b) 19B 40 . c) 18C 38 . d) 39D 58 . e) 20E 39 EXERCÍCIOS 8) O selênio, elemento químico de número atômico 34, é empregado na fabricação de xampu anticaspa. A configuração eletrônica desse elemento químico permite afirmar que o número de elétrons no seu nível de valência é: a) 3 b) 4 c) 5 d) 6 e) 7 EXERCÍCIOS 9) Um elemento cujo átomo possui 20 nêutrons apresenta distribuição eletrônica no estado fundamental K = 2, L = 8, M = 8, N = 1, tem: a) número atômico 20 e número de massa 39. b) número atômico 39 e número de massa 20. c) número atômico 19 e número de massa 20. d) número atômico 19 e número de massa 39. e) número atômico 39 e número de massa 19. EXERCÍCIOS 10) O Hidrogênio (Z = 1) e o Nitrogênio (Z = 7) devem formar o composto de fórmula: a) N2H b) NH2 c) NH3 d) NH4 e) NH5 EXERCÍCIOS 11) A fórmula N N indica que os átomos de nitrogênio estão compartilhando três: a) prótons b) elétrons c) pares de prótons d) pares de nêutrons e) pares de elétrons.
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