Ligações químicas A

Prévia do material em texto

1
Ligações Químicas
Por que os átomos se ligam?
Os átomos se estabilizam quando atingem a configuração
 eletrônica de um gás nobre (8 elétrons na última camada)
Os gases nobres já são estáveis quando sozinhos e por esse 
motivo não precisam se ligar a outros átomos
Mas e os átomos dos demais elementos, como fazem para adquirir 
maior estabilidade?
2
10
18
36
54
86
Regra do octeto
Um átomo adquire estabilidade quando possui 8 elétrons na camada
de valência, ou seja, atinge a configuração eletrônica de um gás nobre
11Na = 1s2 
 2s2 2p6 
 3s1
Instável
10Ne = 1s2 
 2s2 2p6 
 
Perde 1e-
Estável
O átomo de Na atinge o octeto após perder 1e- e iguala a configuração do neônio
17Cl = 1s2 
 2s2 2p6 
 3s2 3p5
Instável
18Ar = 1s2 
 2s2 2p6 
	 3s2 3p6 	
 
Ganha 1e-
Estável
Já o átomo de Cl, que tem 7e- de valência atinge o octeto após
 ganhar 1e-, atingindo a configuração eletrônica do gás nobre argônio
H e He são exceções à regra do octeto pois se estabilizam com 
apenas 2e- de valência
Para atingir o octeto os átomos devem perder, ganhar ou compartilhar elétrons combinando-se com outros átomos
Compartilha
Perde
1e-
2e-
3e-
4e-
Ganha
3e-
2e-
1e-
Ligações Químicas
Interatômicas
(intramolecular)
Iônica
Covalente
Metálica
Compostos 
iônicos
Compostos 
moleculares
Ligas
metálicas
Toda vez que dois ou mais átomos se combinam, estabelece-se entre eles uma ligação química, ou seja, uma força responsável por mantê-los unidos
Ligações Químicas
Para atingir o octeto os átomos se combinam através das chamadas ligações químicas
Tais ligações podem ser:
 Interatômicas – ocorre entre os átomos, mantendo-os unidos
 Intermoleculares – ocorre entre as moléculas, mantendo-as unidas
H
H
O
Ligação química 
entre os átomos formando a molécula de água
H
O
H
O
O
H
H
H
H
Ligação química 
entre as moléculas
 de água
Ligações Interatômicas
São estabelecidas quando dois ou mais átomos combinam-se para formar uma substância 
Podem ser de três tipos diferentes:
 Iônica – envolve a transferência de elétrons entre os átomos, formando os compostos iônicos
 Covalente – envolve o compartilhamento de elétrons entre os átomos, formando as moléculas
 Metálica – envolve a dispersão de elétrons dos átomos de metais, formando as ligas metálicas
Vale lembrar que independente do tipo da ligação, são somente 
os elétrons de valência do átomo que participam da ligação
Ligação Iônica ou Eletrovalente
 Ocorre entre átomos de METAIS e AMETAIS ou METAIS e HIDROGÊNIO
Envolve a transferência de elétrons e formação de íons
Ligações com forte atração eletrostática (atração entre os íons)
Produz íons
Originam os compostos iônicos
Na+ Cl-
O átomo de Na doa 1e- para o átomo de Cl 
e ambos atingem a estabilidade
Composto iônico
A ligação iônica ocorre toda vez que um átomo com 
tendência a doar elétrons (metal) combina-se com um átomo 
com tendência a ganhar elétrons (ametal)
Formação dos compostos iônicos
METAL + AMETAL
O átomo de K doa 1e- 
para o átomo de Br 
K+ Br -
Cátion
Ânion
Composto 
iônico
K ao perder 1e- origina o cátion K+
Br ao receber 1e- origina o ânion Br-
Os íons se unem e
formam o composto 
iônico
Em uma ligação iônica temos:
Metal doando elétrons, originando um cátion
Ametal ganhando elétrons, originando um ânion
KBr
O número de elétrons doados deve ser igual a quantidade 
de elétrons recebidos
Formação dos compostos iônicos
2K+ O-2
Cátion
Ânion
K2O
Um átomo de Al doa seus 3e- para três átomos de Cl 
K ao perder 1e- origina 
o cátion K+
São necessários 
2 átomos de K para 
estabilizar o átomo de O
Al+3 3Cl -
AlCl3
Al ao perder 3e- origina 
o cátion Al+3
São necessários 
3 átomos de Cl para 
receber os elétrons 
doados pelo Al
METAL + AMETAL
O átomo de oxigênio se estabiliza quando ganha 2e-
São necessários então dois 
átomos de K
Formação dos compostos iônicos
METAL + HIDROGÊNIO
A combinação entre o hidrogênio e um metal menos eletronegativo que ele, se dá por ligação iônica também e forma compostos iônicos chamados hidretos 
Na+ H-
Cátion
Ânion
NaH
Ao doar seu elétron o Na 
origina o cátion Na+ 
O átomo de H ao receber
o elétron origina o ânion H-
Fórmula dos compostos iônicos
M+X A-Y
MYAX
Exemplos
Ba+2 Cl-1
BaCl2
Vamos praticar?
Indique os compostos iônicos formados a partir da ligação entre os seguintes átomos:
Mg e Cl
Mg+2 2Cl -
MgCl2
Al e O
2Al+3 3O-2
Al2O3
Propriedades dos compostos iônicos
Á temperatura ambiente são sólidos cristalinos 
Em um composto iônico, os íons se organizam em uma
estrutura cristalina rígida mas quebradiça
Apresentam altos pontos de fusão e ebulição
Nos compostos iônicos os íons estão unidos por uma força eletrostática muito forte
que provém da atração entre os cátions e ânions e para separar essas cargas são 
Exigidas altíssimas temperaturas
NaCl 
Ponto de fusão = 801 °C
Ponto de ebulição = 1413 °C
Clique para editar os estilos do texto mestre
Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
Propriedades dos compostos iônicos
São bons condutores de eletricidade quando líquidos (fundidos) ou em solução aquosa (dissolvidos em água) 
NaCl(s)
São muito solúveis em água
Não conduz 
eletricidade
Na+ Cl-
Ótimo condutor 
de eletricidade
801°C
Íons livres
Fusão
CaCl2 (s)
Não conduz 
eletricidade
Ca+2 (aq) 2Cl- (aq)
Ótimo condutor 
de eletricidade
H2O
Dissolução
Os compostos iônicos apresentam alta solubilidade em água, ou seja, dissolvem-se
facilmente quando misturados com a água, formando as soluções iônicas
O soro fisiológico é uma solução iônica preparada 
dissolvendo-se 9g de NaCl em 1 litro de água
Clique para editar os estilos do texto mestre
Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
Ligação Covalente
 Ocorre entre átomos de AMETAIS e AMETAIS ou AMETAIS e HIDROGÊNIO 
Envolve o compartilhamento de elétrons
Ligação fraca devido à repulsão dos elétrons
Produz moléculas
Originam os compostos moleculares
Formação dos compostos covalentes
AMETAL + AMETAL
O átomo de Cl tem 7e- de valência e precisa de mais 1e- para atingir o octeto
O átomo de N tem 5e- de valência e precisa de mais 3e- para atingir o octeto
Para atingir o octeto N e Cl
então compartilham 3 pares de elétrons
NCl3
Forma-se a molécula 
de NCl3
Ambos são ametais 
portanto nenhum tem 
tendência em doar elétrons
A molécula de CO2 é formada quando os átomos de C e O compartilham 4 pares de elétrons
molécula de CO2
Formação dos compostos covalentes
HIDROGÊNIO + AMETAL
O Hidrogênio estabiliza-se com 2e- na camada 
de valência, desta forma cada H consegue compartilhar apenas um par de elétrons
O átomo de H pode compartilhar seu elétrons com um ametal ou com ele mesmo
H2O
molécula 
de água
Quando os átomos de H e O compartilham 2 pares de elétrons, produzem a molécula de água
Uma molécula de amônia (NH3) forma-se
quando os átomos de N e H compartilham 3 pares de elétrons
NH3
O hidrogênio pode combinar com ele mesmo, formando a molécula de H2
Tipos de ligações covalentes
Em relação à quantidade de pares eletrônicos compartilhados entre os mesmos átomos, as ligações covalentes são classificadas em:
Simples – quando apenas 1 par de elétrons é compartilhado
Dupla – quando 2 pares de elétrons são compartilhados
HCl
H2O
CO2
Tripla – quando 3 pares de elétrons são compartilhados
N2
O2
QUESTÃO 3 pag 1010
O composto resultante da combinação de um metal alcalino terroso X e um halogênio Y tem fórmula e ligação química respectivamente iguais a 
X2Y, iônica. 
XY2, iônica. 
X2Y, covalente. 
XY2, covalente.
19
Clique para editar os estilos do texto mestre
Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
20
X, por ser do grupo 2, estabiliza-se perdendo 2 elétrons; X 2+
Y, por ser do grupo 17, estabiliza-se recebendo 1 elétron. Y 1-
 X 2+ Y 1-XY2, cuja ligação é iônica
Clique para editar os estilos do texto mestre
Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
Um caso especial de ligação covalente
Todos os exemplos de compostos covalentes que vimos até o momento apresentam ligações covalente normal, em que o elétrons do par de elétrons compartilhados provêm de cada um dos átomos ligantes
Ligação covalente normal
Mas há também um outro caso especial de ligação covalente, a ligação covalente dativa (ou coordenada), em que o par de elétrons compartilhados provêm de apenas um dos átomos que já está estável
O = S O
SO2
Ligação covalente dativa
Na fórmula estrutural a ligação covalente dativa é representada por uma seta
O3
O = O O
Ligação covalente dativa
Exemplos de compostos com ligação dativa
C O
Ligação dativa
O S	 O
Ligação dativa
HNO3
Ligação dativa
Representação dos compostos moleculares
Fórmula eletrônica (estrutura de Lewis)
Fórmula estrutural plana
H Cl
Apresenta os elétrons de 
valência de cada átomo 
da molécula
Cada par de elétrons compartilhado é 
representado por um traço
C
H
H
H
H
O S
O
HCl
CH4
SO2
Algumas exceções à regra do octeto
Há compostos em que um dos átomos não obedece á regra do octeto e atingem a estabilidade como menos ou mais de 8e- na camada de valência
BeH2
No BeH2 o átomo 
de Be estabiliza com 4e-
BF3
No BF3 o átomo 
de B estabiliza com 6e-
Casos de estabilidade com menos de 8e- na camada de valência
Casos de estabilidade com mais de 8e- na camada de valência
PCl5
No PCl5 o átomo 
de P estabiliza com 10e-
SF6
No SF6 o átomo 
de S estabiliza com 12e-
Propriedades dos compostos covalentes
Á temperatura ambiente ocorrem como sólidos, líquidos ou gases
O estado físico dos compostos moleculares depende das forças com que as moléculas estão ligadas
Apresentam baixos pontos de fusão e ebulição 
As forças intermoleculares que atuam sobre os compostos covalentes são muito mais
fracas que a atração eletrostática que ocorre nos compostos iônicos, por esse motivo 
os compostos covalente apresentam pontos de fusão e ebulição mais baixos
Sacarose
C12H22O11 
Ponto de fusão = 160 °C
Sólido
Líquido
Gasoso
Ponto de ebulição = 56 °C
Propanona
C3H8O 
Clique para editar os estilos do texto mestre
Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
Propriedades dos compostos covalentes
São maus condutores de eletricidade
 Geralmente são insolúveis em água, mas solúveis em solventes orgânicos
C12H22O11 (s)
Não conduz 
eletricidade
Não conduz
 eletricidade
H2O
Dissolução
A maioria dos compostos covalentes apresentam baixa solubilidade em água, mas são
muito solúveis em solventes orgânicos 
Os compostos covalentes são maus condutores de eletricidade, pois são formados 
por moléculas e não por íons, desta forma não há corrente elétrica
C12H22O11 (aq)
Gasolina
C8H18
Naftaleno
C10H8
Clique para editar os estilos do texto mestre
Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
As substâncias moleculares são aquelas que se formam quando átomos se ligam por meio de ligações covalentes, originando moléculas de número determinado.
Entretanto, a ligação covalente pode originar também compostos em uma estrutura de rede com um número muito grande e indeterminado de átomos, que são macromoléculas. Tais substâncias são denominadas de compostos covalentes ou sólidos de rede covalente. Alguns exemplos desses compostos são: diamante (C), grafita (C), dióxido de silício (SiO2) e Carbeto de silício (SiC).
Agora, vejamos as suas principais propriedades:
Estado Físico em temperatura ambiente: Nas condições ambientes, os compostos moleculares e covalentes são encontrados nos três estados físicos (sólido, líquido e gasoso).
         Exemplos:
o   Sólido: açúcar (sacarose), sílica (areia), diamante, grafita;
o   Líquido: água, acetona, etanol;
o   Gasoso: Sulfeto de hidrogênio, gás cloro, gás bromo, gás hidrogênio.
Ponto de Fusão e Ebulição: Em geral, os pontos de fusão e ebulição dessas substâncias são menores que os das substâncias iônicas.
As substâncias covalentes apresentam as temperaturas de ebulição mais elevadas que as moleculares, sempre superiores a 1000ºC. Isso ocorre porque como suas moléculas estão unidas mais intensamente, formando as redes cristalinas, é preciso fornecer mais energia para fazê-las mudar de estado.
Dois fatores interferem nos pontos de ebulição e fusão dos compostos covalentes e moleculares: a massa molar e a força intermolecular.
27
Clique para editar os estilos do texto mestre
Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
Ligação Metálica
 Ocorre quando átomos de METAIS se combinam
 Conhecida por “mar de elétrons”
 Origina as ligas metálicas
 Os metais são: bons condutores térmicos e de eletricidade e apresentam altos pontos de fusão e ebulição
Os átomos dos metais a todo instante perdem seus elétrons e viram cátions,em seguida capturam de volta o elétron e ficam neutro e assim sucessivamente. Os elétrons perdidos deslocam-se livremente pela estrutura, por isso os metais são excelentes condutores elétricos
Vamos praticar?
37
Interatômicas
(intramolecular)
Iônica
Covalente
Metálica
Ligações Intermoleculares
Dipolo-dipolo
Ponte de hidrogênio
Dipolo induzido
Compostos 
iônicos
Compostos 
moleculares
Ligas
metálicas
38