CAPÍTULO 3 - COMO AS MOLÉCULAS INTERAGEM ENTRE SI?

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QUÍMICA GERAL
CAPÍTULO 3 - COMO AS MOLÉCULAS 
INTERAGEM ENTRE SI?
Maria Lair Sabóia de Oliveira Lima
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Introdução
Você já imaginou como uma molécula é capaz de interagir com outra? Caso você seja um observador assíduo do
seu dia a dia, é possível que já tenha feito esta pergunta. Utilizando um exemplo mais real, por que a água é capaz
de interagir com o açúcar dissolvendo-o, mas não interage com o óleo de cozinha? A resposta está em um tipo de
interação denominado de força ou interação intermolecular. Neste tipo de situação, a natureza das ligações
químicas deve ser considerada e as interações mais eficientes irão acontecer entre moléculas com ligações
semelhantes.
Além disso, vamos dar especial atenção aos diferentes compostos sólidos e seus arranjos estruturais a serem
considerados no desenvolvimento de novos materiais. Vamos ressaltar também a importância das ligações
químicas envolvidas, seus arranjos cristalinos (quando possível), focando, principalmente, nas propriedades que
resultam destas formações.
Ainda, se analisarmos os fenômenos acima descritos, vemos aí que, embora haja alguma interação, nenhuma das
espécies muda a sua natureza química. Pois bem, é nesse contexto que inserimos o nosso estudo sobre os
fenômenos físicos e químicos, sempre associados ao nosso cotidiano.
Por que um produto é mais ácido do que outro? Ou por que algumas reações químicas formam compostos
sólidos em solução? Neste capítulo, seremos capazes de responder estas e outras perguntas sob um ponto de
vista químico e elucidativo, tornando os fenômenos químicos e físicos, a partir de agora, muito mais perceptíveis.
Acompanhe a leitura e bons estudos!
3.1 Ligações Químicas
Neste tópico, nossa abordagem será a natureza da matéria sob o ponto de vista de suas possíveis interações.
Vamos discutir a natureza das ligações químicas e as possíveis formações de polos que podem acarretar na
formação de compostos polares. Para tanto, vamos adentrar no conceito de eletronegatividade, não nos
esquecendo de ressaltar a importância da geometria molecular.
Não obstante, vamos estudar os três tipos de interações intermoleculares que podem resultar das formações de
dipolos.
3.1.1 Polaridade das ligações e das moléculas
Embora a formação de uma ligação química resulte em uma nova espécie com características diferentes dos
átomos que lhe deram origem, a natureza dos átomos que agora compõem uma ligação influenciará,
diretamente, nas propriedades químicas e físicas das novas moléculas formadas (KOTZ et al., 2015). Assim, uma
propriedade que devemos ter conhecimento é a dos átomos. Esta pode ser definida como aeletronegatividade
tendência que um átomo tem de atrair elétrons ao longo de uma ligação química. De fato, esta se diferencia da 
, definida como a energia liberada quando um elétron é adicionado à última camada de umafinidade eletrônica
átomo que se encontra no estado gasoso (ATKINS; JONES, 2012; WELLER et al , 2017)..
Quando átomos que compõem uma ligação são idênticos, a força com que um deles puxa os elétrons da ligação
química para si é idêntica à força que o outro átomo também exerce. Temos então um compartilhamento ideal de
elétrons entre os átomos, formando o que denominamos de ligação covalente pura (KOTZ et al., 2015). Esse tipo
de ligação é observada, por exemplo, na molécula do oxigênio que respiramos, o O , em que temos a formação de
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uma ligação covalente apolar. No entanto, quando átomos diferentes compõem uma ligação, a força com que um
átomo puxa os elétrons ao longo da ligação química é diferente daquela exercida pelo outro átomo, não havendo,
portanto, um compartilhamento uniforme de elétrons. Tal compartilhamento não uniforme faz com que polos
sejam gerados na molécula formando o que denominamos de ligação covalente polar. Como exemplos, podemos
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sejam gerados na molécula formando o que denominamos de ligação covalente polar. Como exemplos, podemos
citar as moléculas de ácido clorídrico HCl, presente em nosso suco gástrico, um dos grande responsáveis pelo
início da digestão, e de água, H O, grande responsável pela manutenção da vida no planeta Terra (BROWN et al.,
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2016; KOTZ et al., 2015).
Mas como podemos quantificar essa força? Para isso, devemos considerar os valores de eletronegatividade. Em
meados da década de 1930, Linus Pauling elaborou uma tabela de valores relativos de eletronegatividade (χ) e
constatou que (KOTZ et al., 2015):
• o césio (Cs) é o elemento menos eletronegativo da tabela (χ = 0,8);
• o flúor (F) é o que apresenta maior valor de eletronegatividade (χ = 4,0);
• metais têm menores valores de eletronegatividade quando comparados a não metais;
• a eletronegatividade tende a aumentar da esquerda para a direita nos períodos e de baixo para cima nos 
grupos.
Tais observações podem sem confirmadas quando analisamos o Quadro a seguir.
Quadro 1 - Escala de eletronegatividade, elaborada por Linus Pauling, traz os valores da força de atração que um 
átomo exerce sobre os elétrons, ao longo de uma ligação química.
Fonte: Elaborado pela autora, baseado em KOTZ et al., 2015.
Note que há uma diferença significativa nos valores de χ entre os elementos do lado direito e esquerdo do
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Note que há uma diferença significativa nos valores de χ entre os elementos do lado direito e esquerdo do
Quadro. Quando analisamos o composto fluoreto de césio (CsF), vemos que é composto por um metal e um
ametal, o que o caracteriza como composto iônico. No entanto, se analisarmos a diferença de eletronegatividade
entre os dois átomos, temos um ∆χ = 3,2, uma vez que χ = 4,0 para o flúor e χ = 0,8 para o césio. Esta elevada
diferença de eletronegatividade reflete uma maior tendência de separação de cargas (como o que de fato
observamos nos compostos iônicos). No entanto, se analisarmos o composto HCl, temos um ∆χ = 1,0, já que χ =
3,2 para o cloro e χ = 2,2 para o hidrogênio. Assim, como existe uma diferença de eletronegatividade na molécula
de HCl, esta pode ser considerada uma ligação covalente polar. Vale ressaltar que, quando comparamos os
valores de ∆χ, podemos concluir que (KOTZ et al., 2015; WELLER et al., 2017):
• quanto maior o valor de ∆χ mais polar é a ligação;
• à medida que ∆χ aumenta, aumenta também o caráter iônico da ligação.
Apesar de importante, a escala de eletronegatividade não é suficiente para explicar a polaridade das moléculas.
Assim, devemos levar em conta além da ∆χ, a geometria adquirida pela molécula considerando os pares de
elétrons ligantes de não ligantes (Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência – RPECV).
Por exemplo, a molécula de dióxido de carbono, CO , apresenta dois átomos de oxigênio ligados a um átomo de
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carbono. Em cada ligação, há um ∆χ de 1,0. No entanto, como o oxigênio puxa os elétrons de um lado da molécula
e o outro oxigênio puxa os elétrons do outro lado da molécula com a mesma intensidade, os vetores se anulam e
a molécula apresenta um momento dipolar nulo. Assim, apesar de apresentar ligações polarizadas devido à
diferença de eletronegatividade, o CO é uma molécula apolar. Diferente do CO , o monóxido de carbono, CO, que
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apresenta ligação polarizada e representa um composto polar, como apresentado na Figura a seguir (KOTZ et al.,
2015; WELLER et al., 2017).
Figura 1 - Estruturas simplificadas, sem os pares de elétrons livres, para o CO e para o CO2.
Fonte: molekuul_be, Shutterstock, 2018.
Prosseguindo com nossos estudos, vamos ver como o conhecimento adquirido sobre polaridade das ligações,
atrelado a uma identificação correta da geometria do composto, nos trará valiosas informações quanto às
propriedades físicas das moléculas (KOTZ et al., 2015; WELLER et al., 2017).
3.1.2 Interações intermoleculares
De acordo com Rocha (2001), quando átomos, moléculas ou íons aproximam-se entre si, dois tipos de fenômenos
podem acontecer:
• elespodem entre si e formar uma nova espécie química com características, muitas vezes, reagir
diferentes de seus originadores;
• ou eles podem entre si de acordo com as forças atrativas e repulsivas que venham a existir.interagir
Como se tratam de processos diferentes, a energia necessária para que uma interação ocorra é diferente daquela
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Como se tratam de processos diferentes, a energia necessária para que uma interação ocorra é diferente daquela
necessária para que uma reação química se efetive. Quando falamos em reações, consideramos o rompimento de
ligações químicas para formação de novos enlaces, que justificarão a existência de um novo composto. No
entanto, se apenas interações, devemos o quão semelhante uma molécula pode serconsideramos considerar
de outra a fim de que possam interagir sem mudar a sua natureza química. Em termos de energia, uma reação
requer cerca de 50 e 100 kcal.mol enquanto que uma interação de 0,5 a 10 kcal.mol (ROCHA, 2001).-1
, 
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As interações ou forças intermoleculares podem ser classificadas de acordo com sua intensidade (BROWN et al.,
2016; KOTZ et al., 2015; ROCHA, 2001):
• dipolo induzido ou forças de dispersão de London;
• dipolo-dipolo ou dipolo-permanente;
• ligações de hidrogênio.
Ao conjunto de forças intermoleculares também podemos denominar de (BROWN;Forças de van der Waals
HOLME, 2014; SOLOMONS; FRYHLE, 2016).
De acordo com Solomons e Fryhle (2016), entende-se por um tipo de interação fracadispersão de London
existente entre moléculas apolares. Em uma molécula em que a diferença de eletronegatividade é nula ou
próxima a isto, podem ocorrer a formação de dipolos momentâneos que podem induzir a formação de dipolos
momentâneos em moléculas vizinhas, por isso o nome dipolo-induzido. Este tipo de força intermolecular se
intensifica à medida que aumentamos a massa do composto e a superfície de contato, sendo a explicação do
aumento do ponto de ebulição quando se aumenta o número de átomos de carbono em sequências de
hidrocarbonetos, por exemplo.
Já as interações do tipo ocorrem quando as moléculas naturalmente apresentam um dipolo. Odipolo-dipolo
lado negativamente polarizado de uma molécula interage com o lado positivamente polarizado de uma molécula
vizinha, gerando uma interação de intensidade média. É a interação que permite com que a acetona remova o
esmalte de unha (BROWN; HOLME, 2014; KOTZ et al., 2015).
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VOCÊ QUER LER?
No artigo intitulado “Interações Intermoleculares” (ROCHA, 2001), o autor mostra a relação
entre o tipo de interação e as propriedades físicas de compostos orgânicos e inorgânicos. Além
disso, trás em seu trabalho exemplos cotidianos e extremamente aplicáveis. Como exemplo,
podemos citar a formação do ADN, o ácido desoxirribonucleico, também conhecido como DNA.
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Figura 2 - O esmalte de unha só é removido devido à força intermolecular entre o esmalte e a acetona.
Fonte: Dusan Jankovic, Shutterstock, 2018.
Quando se tratam das , obrigatoriamente há a necessidade de um momento dipolar maisligações de hidrogênio
intenso que nas interações dipolo-dipolo. Ocorre em moléculas que apresentam átomos de hidrogênio
diretamente ligados a átomos de elevada eletronegatividade, como flúor, nitrogênio e oxigênio. São interações
intermoleculares tão fortes que trazem a palavra “ligação” em sua nomenclatura. Um exemplo desse tipo de
interação é a presente na molécula de água, grande responsável por sua tensão superficial e elevado ponto de
ebulição (SOLOMONS; FRYHLE, 2016).
Veja que para uma molécula interagir atrativamente com outra, é necessário que elas sejam semelhantes quanto
à presença ou não de dipolos. Assim, surgiu o conceito de que semelhante dissolve semelhante, empregado até
hoje como associação didática nas escolas e nos cursos universitários (BROWN et al., 2016; KOTZ et al., 2015).
Muito bem, agora conhecemos sobre as ligações químicas, vamos, a seguir, abordar as características e
propriedades de um do estado físico sólido.
VOCÊ QUER VER?
O vídeo mostra os diferentes tipos de Forças de van der Waals deForças Intermoleculares
maneira didática e objetiva. As dispersões de London, interações dipolo-dipolo e ligações de
hidrogênio são apresentadas com exemplos práticos e cotidianos (KHAN ACADEMY, 2018a).
Para assistir, acesse: <https://pt.khanacademy.org/science/biology/chemistry--of-life
>./chemical-bonds-and-reactions/v/intermolecular-forces-and-molecular-bonds
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3.2 Sólidos
Além das ligações químicas necessárias para a formação das mais diversas substâncias, estudamos também as
forças intermoleculares responsáveis pelas interações entre uma molécula e sua vizinha. Quando combinamos
estes fatores, temos substâncias com as mais diversas propriedades, das quais podemos destacar desde sua
solubilidade até seu estado físico. Nesse contexto, vamos iniciar nosso estudo neste tópico com foco em um
estado físico em especial: o sólido. Aqui, vamos ter a oportunidade de avaliar seus diferentes arranjos e
propriedades.
3.2.1 Tipos de sólidos e propriedades
De acordo com Atkins e Jones (2012), quando se tem uma temperatura baixa o suficiente ao ponto de que as
movimentações das moléculas não tenham força suficiente para superar as interações intermoleculares ali
existentes, temos a formação de um sólido. Devemos também ressaltar que a natureza do sólido formado estará
diretamente relacionada ao tipo de força intermolecular presente.
Quanto à sua classificação, os sólidos estão divididos basicamente em (ATKINS; JONES, 2012; WELLER et al.,
2017):
• sólidos cristalinos: quando os átomos, moléculas ou íons que o compõem organizam-se em um arranjo 
perfeitamente ordenado denominado de retículo. Um exemplo é a estrutura cristalina dos cristais de 
cloreto de sódio;
• sólidos amorfos: aqueles que não apresentam uma estrutura definida na forma de um retículo. 
Podemos citar como exemplo, o vidro e a borracha.
Os se subdividem em outros quatro grupos denominados de metálicos, iônicos, molecularessólidos cristalinos
e reticulares. Vamos conhecer um pouco mais sobre cada um? Para começar, os sólidos metálicos são aqueles
oriundos de uma ligação metálica, em que temos cátions metálicos perfeitamente organizados circundados pelo
que chamamos de mar de elétrons. No caso dos sólidos metálicos, um modelo que permite explicar com clareza a
sua organização é considerarmos uma estrutura de empacotamento compacto. Os átomos são como esferas que
se empilham ordenadamente com o mínimo possível de espaços vazios entre elas, assim como uma pilha de
laranjas organizadas em uma feira. Um fato interessante a ser ressaltado são as propriedades desse tipo de
material (ATKINS; JONES, 2012).
Devido à existência de um mar de elétrons circundando cátions metálicos, os sólidos metálicos são excelentes
condutores elétricos. Isto pode ser percebido em sistemas de fiações elétricas constituídas basicamente por
metais, capazes de levar energia aos mais diferentes destinos. Outras propriedades explicadas por essa
mobilidade de elétrons é a ductilidade e a maleabilidade. Enquanto a primeira remete à possibilidade de
formação de fios, a segunda remete à possibilidade de formação de lâminas. Assim, os metais apresentam-se
mais dúcteis e maleáveis quando comparados a outros tipos de sólidos, uma vez que seus elétrons ajustam-se as
deformidades inferidas (ATKINS; JONES, 2012; WELLER et al., 2017).
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Já as estruturas dos são resultantes de atrações coulombianas, ou seja, entre espécies de cargassólidos iônicos
diferentes, resultantes de ligações iônicas entre um metal e um ametal ou entre um metal e hidrogênio, que
também se apresentam como um arranjo ordenado. Tal organização nos permite inferir que há um equilíbrio de
cargas nesse tipo de sólido cristalino. Ainda, diferente dos sólidos metálicos, os sólidos iônicos, apesar de uma
estrutura ordenada e firme, sãoquebradiços. Assim, a tentativa de transformá-los em fios ou em lâminas seria
um fiasco, Você já tentou esmagar um grânulo de sal grosso? Se sim, você certamente o reduziu a pó. Caso o seu
sólido fosse um metal, tal situação não aconteceria e, no máximo, você observaria alguma deformidade (ATKINS;
JONES, 2012).
Também devemos ressaltar que nos sólidos iônicos não temos a presença do mar de elétrons. Isso significa que
diferente dos metais, esse tipo de material não conduz eletricidade quando em sua forma cristalina, sendo
possível de acontecer apenas quando estão fundidos ou em solução. Nas duas situações, os íons positivos e
negativos se encontrariam livres e, assim, a condução de eletricidade seria possível de acontecer (WELLER et al ,.
2017).
Quando se tratam dos , estes correspondem a um arranjo ordenado resultante de ligaçõessólidos reticulares
covalentes entre seus átomos constituintes. Podemos citar como exemplo, o arranjo perfeitamente ordenado dos
átomos de carbono existentes no grafite e no diamante, como mostrado na Figura a seguir, além do arranjo
estrutural perfeito existente na sílica (SiO , principal componente da areia) (ATKINS; JONES, 2012; BROWN et
2
al., 2016).
VOCÊ SABIA?
Embora tenham propriedades relevantes em nível socioindustrial, os metais devem ser
avaliados antes de serem empregados e descartados. Existem metais denominados de metais
pesados que, apesar de serem dúcteis, maleáveis e bons condutores, são danosos ao ambiente
e à saúde humana. Dentre eles, podemos citar o chumbo, cádmio e urânio, cujo contato pode
acarretar em câncer (OLIVEIRA, 2018).
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Figura 3 - Exemplos de sólidos reticulares, as estruturas do carbono na forma de diamante (à esquerda) e de 
grafite (à direita).
Fonte: magnetix, Shutterstock, 2018.
Considerando a intensidade das forças que unem os átomos, moléculas ou íons, a fim de formarem cristais,
temos nos sólidos moleculares como os representantes mais frágeis. Devido ao seu arranjo cristalino ser
fundamentado em interações intermoleculares, a energia necessária para separar uma molécula da outra é
inferior àquela necessária para romper uma ligação química. Com isso, seus representantes são
caracteristicamente frágeis e de baixos pontos de fusão e de ebulição (ATKINS; JONES, 2012; BROWN et al.,
2016).
Na Tabela a seguir temos uma comparação dos diferentes tipos de sólidos ressaltando as suas propriedades.
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Tabela 1 - Sólidos metálicos, iônicos, reticulares e moleculares e suas principais características físicas.
Fonte: Adaptado de ATKINS; JONES, 2012, p. 280.
Assim, podemos concluir que apesar de todas as estruturas descritas acima serem representantes de sólidos,
estes apresentam características distintas, resultantes dos tipos de forças que unem os seus constituintes.
3.2.2 Estruturas cristalinas dos sólidos
Mas como as redes cristalinas de sólidos podem se organizar? Primeiramente, é importante conhecer o conceito
de . Bom, podemos defini-la como uma porção ínfima de um cristal capaz de representá-lo porcélula unitária
completo (BROWN et al , 2016). Assim, quando empilhamos uma célula unitária sobre outra, temos a formação.
da estrutura cristalina como um todo (ATKINS; JONES, 2012).
Atualmente, temos 14 representações fundamentais de redes de células unitárias denominada de Redes de
Bravais (WELLER et al., 2017). Para contabilizar o número de espécies que compõe a célula, devemos verificar
como estão compartilhados com a célula vizinha.
Dentre as metodologias atualmente empregadas, a que melhor consegue identificar a estrutura fundamental da
rede cristalina é a técnica de difração de raios-X, pois permite a visualização de um tipo de difração diferente e
correspondente para cada célula unitária (WELLER et al., 2017). Na Figura a seguir, temos uma representação
das Redes de Bravais utilizadas até os dias de hoje.
VOCÊ O CONHECE?
Auguste Bravais (1811-1863) foi um físico, astrônomo e mineralogista francês com trabalhos
notáveis na área de cristalografia. Filho de um médico-botânico, desde sua infância foi
instigado a observar as formas e os fenômenos da natureza. Em seu trabalho mais notável,
Bravais criou os diagramas estruturais básicos conhecidos atualmente por Redes de Bravais
(PORTRAITS D'ARDÉCHOIS, 2014; SABIX, 2018).
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Figura 4 - Exemplos de estruturas de arranjos tridimensionais organizadas como as Redes de Bravais para 
sólidos.
Fonte: magnetix, Shutterstock, 2018.
Além da difração de raios-X, uma metodologia simplificada que permite deduzir a célula unitária de uma
estrutura é através de sua densidade. De fato, se considerarmos que a densidade consiste em uma relação da
massa (g) pelo volume (mL), podemos inferir, para a nossa estrutura, qualquer uma das 14 representações
expressas na Figura. Colocando cada átomo em cada vértice, aresta ou centro cabível, teremos uma relação de
massa e volume (densidade) em cada célula. Nesse caso, o valor que mais se aproximar do valor de densidade
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massa e volume (densidade) em cada célula. Nesse caso, o valor que mais se aproximar do valor de densidade
real, é aquele que melhor representaria a célula unitária. Continuando com nosso estudo, você sabe diferenciar
transformação química e física? E qual a linguagem adequada para representar essas transformações. Pois são
questões que envolvem nosso próximo tema: as reações químicas.
3.3 Reações Químicas
Neste tópico, vamos aprender como identificar os diferentes fenômenos químicos que ocorrem em nosso
cotidiano, as evidências das transformações químicas e a compreender o princípio das reações, você verá que é
possível os átomos de moléculas diferentes se reorganizarem e formarem novas substâncias com propriedades
químicas e físicas (muitas vezes) completamente diferente das moléculas que lhe deram origem.
3.3.1 Introdução às reações químicas
Quando observamos ao nosso redor, diversas transformações acontecem. De um simples enferrujar gradual de
um portão até a complexa transformação química em nosso organismo que converte O em CO , a química se faz
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presente e visível aos nossos olhos. Neste contexto, vamos aqui introduzir os conceitos fundamentais que nos
permitirão identificar as transformações que ocorrem na matéria.
Quando falamos em , devemos estar cientes de que ocorre uma mudança nastransformação química
propriedades da matéria. Isso porque os átomos se reorganizam a fim de produzir uma nova espécie com
características próprias. De fato, esta definição nos permite diferenciar um fenômeno físico de um químico.
Quando tratamos de fenômeno físico, devemos considerar que a matéria não perdeu suas propriedades. Imagine
um cubo de gelo recém-saído do seu congelador. Caso você o coloque dentro de um copo e o condicione à
temperatura ambiente, ele irá derreter, certo? Mas podemos ir mais além e congelar novamente este líquido,
devolvendo-o ao congelador. E aqui podemos nos perguntar: a água deixou de ser água? A resposta é não. Então,
podemos dizer que quando um fenômeno não ocorre com energia o suficiente para que seus átomos se
reorganizem, temos apenas a presença de um fenômeno físico (KOTZ et al., 2015).
Agora imagine a gasolina que queima no motor de um carro. O combustível que você coloca em seu veículo não é
o mesmo que sai pelo escapamento. Você coloca gasolina, uma mistura de hidrocarbonetos acrescida de etanol,
com cor, viscosidade, odor e textura característicos. No entanto, à medida que o seu carro anda, o combustível é
consumido (você pode acompanhar isto no painel do carro) enquanto gás sai pelo escapamento. Neste caso,
temos uma evidência de que uma transformação química aconteceu, pois o que se tinha antes da queima do
combustível é completamente diferente do que se tinha no depois. Aqui, houve energia suficiente para que os
VOCÊ SABIA?
O ciclo da água é um fenômeno físico que permite a manutenção da vida no planeta Terra.
Graças a sua capacidadede mudança de estado físico mediante ao pouco fornecimento de
energia térmica, proveniente basicamente do sol, ela pode ser estocada na forma de geleiras,
nos lençóis freáticos, bem como compor as chuvas oriundas das precipitações de água das
nuvens (NOWACKI; RANGEL, 2014).
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combustível é completamente diferente do que se tinha no depois. Aqui, houve energia suficiente para que os
átomos se reorganizassem e se combinassem, gerando novas substâncias de características próprias (GOI;
SANTOS, 2009).
Assim, de maneira geral, podemos elencar algumas evidências de reações químicas. A formação de um gás
quando dissolvemos um comprimido antiácido, a queima de uma folha de papel, mudanças de coloração,
deposição de um metal sobre outro ou, ainda, quando apenas percebemos uma mudança de temperatura ao se
misturar reagentes diferentes, como vinagre e bicarbonato de sódio, são exemplos em que um fenômeno
químico acaba de acontecer (KOTZ et al , 2015). Uma representação de algumas transformações químicas pode.
ser vista na Figura a seguir.
Figura 5 - Representações de diferentes evidências de fenômenos químicos como a formação de gás, variação de 
energia térmica, mudança de cor e formação de precipitado.
Fonte: Inna Bigun, Shutterstock, 2018.
Para representar uma transformação química, devemos utilizar uma linguagem adequada. Em sua
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Para representar uma transformação química, devemos utilizar uma linguagem adequada. Em sua
representação, temos espécies antes da seta, aqui denominados de reagentes, e espécies após a seta,
denominados de produtos. A seta em si indica que uma transformação química aconteceu e os reagentes se
transformaram em produtos, como representado a seguir (CHANG, 2010):
Podemos, a partir de agora, utilizar esta representação geral para descrever qualquer transformação química
que aconteça, Por exemplo, a queima do metano (CH ) nos aterros sanitários pode ser descrita como (KOTZ et
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al., 2015; NOWACKI ; RANGEL, 2014):
Em que o metano e o oxigênio do ar representam os reagentes, o metano e a água os produtos e a seta indica o
sentido da transformação química.
A partir dessa representação, Brown et al. (2016) propõem uma visão um pouco mais ampla das reações
químicas, apresentando alguns tipos principais. São elas:
• reações de combinação;
• reações de decomposição;
• reações de combustão.
Reações de combinação, também denominadas de reações de síntese, são aquelas em que dois reagente se
combinam entre si e, a partir daí, obtemos um único produto. Já nas reações de decomposição, temos o contrário:
inicialmente um único reagente se decompõe e forma dois ou mais produtos com propriedades completamente
diferentes da molécula que lhe deu origem. Por fim, as reações de combustão são aquelas que provocam queima
(chama). Grande parte destas reações utiliza o oxigênio presente no ar como reagente (KOTZ et al , 2015)..
Uma curiosidade é que, quando há mudança de temperatura em uma reação, podemos classificá-las como
(BROWN et al , 2016; KOTZ et al., 2015):. 
• exotérmicas: quando há liberação de energia térmica (de calor);
• endotérmicas: quando há consumo de energia térmica. Neste último caso, é possível, muitas vezes, 
perceber que a superfície em que a reação acontece se resfria.
De acordo com Brown et al. (2016), podemos citar como exemplo a reação de decomposição do carbonato de 
cálcio (CaCO ), em queé necessário energia para que o carbonato se decomponha em gás carbônico e
3
fornecer
óxido de cálcio (CaO), caracterizando uma :reação endotérmica
No entanto, a reação de formação do hidróxido de cálcio (Ca(OH) ) a partir do óxido de cálcio e água é um
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processo que durante o processo e, por isso, é descrito como uma :libera energia reação exotérmica
•
•
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VOCÊ SABIA?
A reação química que ocorre no dos automóveis acontece muito rapidamente. A azidaairbag 
de sódio (NaN ) sofre uma reação de decomposição que resulta em nitrogênio gasoso (N )
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como um de seus produtos. Assim, como a reação de decomposição acontece muito
rapidamente e com uma boa quantidade de reagente, a quantidade de N é bastante elevada e
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suficiente para inflar instantaneamente o (KOTZ et al , 2015; GUT, 2018).airbag .
•
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processo que durante o processo e, por isso, é descrito como uma :libera energia reação exotérmica
Observe que na reação de decomposição do carbonato, a energia está do lado dos reagentes, indicando a sua
necessidade de ser consumida, enquanto que na síntese do hidróxido ela aparece do lado dos produtos,
indicando que foi liberada no processo.
Assim, inserimos aqui, para fins de entendimento, um conceito que nos diz se uma reaçãotermodinâmico
química é mais propícia de acontecer ou não. Em termodinâmica, existe uma variável denominada de energia
, aqui representada por . Para ela, quanto mais negativo o seu valor, mais espontaneamente alivre de Gibs ∆G
reação acontece. Esta variável pode ser relacionada (de maneira bastante simplificada) com a energia envolvida
na reação ( ), com o grau de desordem ( ) e com a temperatura ( ) através da equação (KOTZ et al., 2015):∆H ∆S T
Para uma reação exotérmica, temos liberação, perda de energia térmica do sistema. Portanto, um valor negativo
de . Matematicamente, valores negativos de corroboram para valores negativos de . Neste contexto,∆H ∆H ∆G
podemos pensar que reações que são espontâneas no sentido de formação dos produtos geralmente
apresentam valores negativos de (característico das reações exotérmicas) e que reações não espontâneas no∆H
sentido de formação dos produtos apresentam valores positivos de (característico das reaçõesgeralmente ∆H 
endotérmicas). No entanto, esta é apenas uma observação simplificada que leva apenas os valores de em∆H 
consideração. Vale ressaltar que muitos casos requerem a análise dos valores de e (CHANG, 2010; KOTZ et∆S T
al , 2015). A seguir, vamos ampliar nosso conhecimento sobre reações químicas, abordando-as em relação às.
soluções aquosas.
3.4 Reações químicas em soluções aquosas
Neste tópico, vamos ver como classificar as transformações químicas que ocorrem em nosso dia a dia e no
laboratório. Seremos capazes de interpretá-las de maneira clara e com uma linguagem química adequada,
identificando-as como reações de neutralização, precipitação e oxirredução. Além disso, vamos aprender como
aplicar estes novos conceitos em análise química qualitativa, importante ferramenta que permite a identificação
de íons desconhecidos em solução.
3.4.1 Tipos de reações em solução
Até aqui, aprendemos como reconhecer um fenômeno químico e a descrevê-lo utilizando uma linguagem
adequada, considerando os reagentes (escritos antes da seta) e os produtos (escritos após a seta). No entanto, as
reações químicas ainda podem alcançar outros níveis de compreensão e, para tanto, é necessário saber como
classificá-las de acordo com o tipo de transformação que está a ocorrer. Basicamente, as reações químicas são
classificadas em três tipos:
• reações ácido-base ou de neutralização;
VOCÊ QUER LER?
O artigo “Decomposição Térmica do Bicarbonato de Sódio” (MAIA; OSÓRIO, 2003) traz uma
interessante abordagem sobre reações de decomposição térmica, com foco na decomposição
do bicarbonato, no âmbito industrial com base no processo de Solvay. Você pode ler em: <
>.http://www.scielo.br/pdf/qn/v26n4/16446.pdf
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classificadas em três tipos:
• reações ácido-base ou de neutralização;
• reações de precipitação;
• reações de oxirredução.
As são aquelas que ocorrem entre uma espécie ácida e uma espécie básica, formando água ereações ácido-base
um sal correspondente. Em meio aquoso, a teoria que melhor explica uma reação ácido-base é a teoria de
Arrhenius (KHAN ACADEMY, 2018b). A teoria afirma que um composto ácido é qualquer um que seja capaz de
aumentar a concentração de H em solução aquosa, enquanto que uma espéciebásica é qualquer uma que seja+
capaz de aumentar a concentração de íons OH também em solução aquosa. Vejamos os exemplos a seguir:-
Neste caso, quando em solução aquosa, o HCl (componente fundamental do ácido muriático) é capaz de produzir
íons H e, assim, aumentar a sua concentração no meio aquoso. Por isso, o HCl é considerado um ácido de acordo+
com a teoria de Arrhenius. Já o NaOH, a conhecida soda cáustica empregada na produção de sabões, é capaz de
liberar íons OH quando também se encontra em solução aquosa, o que o caracteriza como uma base de-
Arrhenius (BROWN et al , 2016; KHAN ACADEMY, 2018b)..
Outro ponto a ser considerado é que, como o ácido produz H e a base produz OH , quando ambos reagem entre+ -
si um dos produtos formados será uma molécula de água (H O), além do sal correspondente, como mostrado na
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equação a seguir:
Como o NaCl é um sal bastante solúvel em meio aquoso, podemos representar a mesma equação como:
Veja que nesta representação fica clara tanto a evidência de formação dos produtos quanto a solubilidade do sal
em questão.
Um ponto interessante é que uma neutralização completa reflete em situações em que tanto o ácido quanto a
base são completamente neutralizados. Uma escala que nos informa este grau de neutralidade é a escala de pH,
uma função matemática em que pH = – log[H ]. Assim, por se tratar de uma escala logarítmica, quanto maior a+
concentração de H , menor o pH e mais ácida a sua solução será e vice-versa (BROWN et al., 2016; KHAN+
ACADEMY, 2018b).
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VOCÊ SABIA?
Além da teoria de Arrhenius, há também as teorias ácido-base de Bronsted-Lowry e de Lewis.
Bronsted-Lowry afirma que uma espécie ácida é qualquer uma capaz de doar H , enquanto que+
uma espécie básica é qualquer uma capaz de recebê-lo. Já a teoria de Lewis afirma que um
ácido é qualquer espécie capaz de receber um par de elétrons, enquanto que uma base é
qualquer uma que seja apto a doá-lo (KOTZ et al., 2015).
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Outra maneira de formar sais, e outros compostos, em reações químicas é pelas . Nestereações de precipitação
caso, a formação de um novo composto pode ser obtida quando misturamos íons de sais diferentes, ou até
mesmo quando adicionamos um ácido ou uma base. Diferente do que aconteceu na reação entre o HCl e o NaOH,
o composto formado não é solúvel em meio aquoso, resultando no que denominamos de . É o tipo deprecipitado
reação bastante empregado em análise química qualitativa, em que necessitamos elaborar marchas analíticas
que se fundamentam, basicamente, em reações de precipitação (VOGEL, 1981). O parâmetro que utilizamos para
averiguar o grau de solubilidade de uma substância é o que chamamos de (constante de produto Kps
solubilidade). Assim, quanto maior o valor da constante, mais solúvel o seu precipitado será. Reações de
precipitação, como há, de fato, a formação de precipitados, apresentam valores de menores que 1 (ATKINS ;Kps 
JONES, 2012; VOGEL, 1981).
VOCÊ QUER VER?
Na animação (CARPENTER et al., 2018a), você pode adicionar quantidades deEscala de pH
ácidos e bases, variando as suas concentrações, ao mesmo tempo em que a escala de pH varia
em tempo real. As animações permitem uma experiência visual bastante interessante,
podendo funcionar como um recurso didático (TIC) aplicado em sala de aula, principalmente
quando há uso restrito de laboratório. Acesse em: <https://phet.colorado.edu/pt_BR
>./simulation/ph-scale
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Além das reações de neutralização e de precipitação, outro tipo de transformação química que também pode
ocorrer em meio aquoso é a . Neste caso, além do rearranjo de átomos, há também reação de oxirredução
 de uma espécie para outra. Assim, a espécie que perde elétrons deve fornecer atransferência de elétrons
quantidade ideal de elétrons a ser recebida pela outra espécie, a fim de que a transformação química aconteça
(ATKINS; JONES, 2012). Por exemplo, imagine que você tem um prego de ferro e uma solução contendo cátions
Cu (VOGEL, 1981). Quando estes íons entram em contato com o ferro metálico, imediatamente se observa uma2+ 
película vermelha se formando sobre o metal. Por que isso acontece? Nossa pergunta pode ser melhor
respondida quando analisamos a reação a seguir:
Note que o Fe se tornou mais positivo, o que indica que perdeu elétrons, fornecendo-os ao Cu . Temos uma2+
transformação química resultante de uma transferência de elétrons, o que caracteriza uma reação de
oxirredução (VOGEL, 1981). Além de ser classificada como uma reação de oxirredução, também pode ser
classificada como uma reação de precipitação, uma vez que o cobre sólido se precipita sobre o prego de ferro.
Assim, neste tópico aprendemos que, mais do que identificar as reações químicas, é possível classificá-las e
estudá-las de acordo com a natureza da transformação que ali acontece.
CASO
Uma aplicação da constante de produto solubilidade consiste na análise qualitativa bastante
empregada em Química Analítica, para quando temos cátions desconhecidos e necessitamos
identificá-los qualitativamente.
Vamos supor que temos duas soluções desconhecidas: uma contendo cátions Ag , e outra íons+
Pb . Ambas são soluções transparentes, sendo impossível diferenciá-las a olho nu. Quando2+
consultamos uma tabela de valores de , observamos que o do AgCl é igual a 1,5 x 10 ,Kps Kps -10
e o do PbCl é de 2,4 x 10 . Assim, notamos que ao adicionar uma solução contendo íonsKps
2
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Cl , em ambas as soluções, as duas irão precipitar, uma vez que seus valores de são- Kps
menores que 1. No entanto, você se depara com um problema: os dois precipitados
apresentam exatamente a mesma coloração, ambos são brancos e com características
visualmente semelhantes. Então, como podemos diferenciá-los?
Bem, se o valor de do PbCl é maior que o valor do AgCl, significa que o PbCl é maisKps
2 2
solúvel do que o AgCl. Assim, um teste que pode ser realizado é a adição de água quente a
ambos os precipitados. Quem se dissolver, apresenta maior e, portanto, é o precipitadoKps
mais solúvel. E neste caso, é o PbCl (VOGEL, 1981).
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Síntese
Aprendemos sobre o conceito de eletronegatividade e sua influência nas forças intermoleculares. Conhecemos as
forças de van der Waals, suas definições e influência nas propriedades físicas das moléculas. Além disso,
realizamos um estudo direcionado aos sólidos em que foi possível conhecer os seus mais diversos arranjos
cristalinos. Tivemos, portanto, nosso primeiro contato com as reações químicas, seus diferentes tipos e
aplicações.
Neste capítulo, você teve a oportunidade de:
• compreender o que significa uma ligação covalente pura;
• entender o conceito de eletronegatividade;
• relacionar a polaridade de uma ligação com a diferença de eletronegatividade existente entre os átomos 
que a compõem;
• associar as interações intermoleculares com a polaridade das ligações;
• compreender que cada interação intermolecular apresenta uma intensidade diferente;
• relacionar a intensidade de cada interação intermolecular com as propriedades físicas com compostos;
• compreender os diferentes tipos de sólidos: amorfos e cristalinos;
• identificar os diferentes tipos de sólidos com base nos tipos de ligações químicas e nas forças 
intermoleculares envolvidas;
• associar tipo de ligação e força intermolecular com as propriedades físicas dos diferentes tipos de 
sólidos;
• entender o conceito de uma célula unitária;
• conhecer os diferentes arranjos cristalinos por meio da Rede de Bravais;
• conhecer técnicas de identificação da célula unitária, como a difração de raios-X;
• diferenciar um fenômeno químico de um fenômeno físico e associá-los as modificações ocorridas na 
matéria;
• identificar os fenômenos químicos através de modificações perceptíveis da matéria;
• diferenciar reações de combinação, decomposição e combustão;
• compreender a diferença entre reações endotérmicase exotérmicas;
• associar reações endotérmicas e exotérmicas com a espontaneidade das reações;
• compreender as principais reações que ocorrem em meio aquoso;
• aplicar as reações em meio aquoso em análise qualitativa;
• diferenciar reações de neutralização, precipitação e oxirredução.
Bibliografia
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WELLER, M. et al. Química inorgânica. 6. ed. Porto Alegre: Bookman, 2017. 865 p.
	Introdução
	3.1 Ligações Químicas
	3.1.1 Polaridade das ligações e das moléculas
	3.1.2 Interações intermoleculares
	3.2 Sólidos
	3.2.1 Tipos de sólidos e propriedades
	3.2.2 Estruturas cristalinas dos sólidos
	3.3 Reações Químicas
	3.3.1 Introdução às reações químicas
	3.4 Reações químicas em soluções aquosas
	3.4.1 Tipos de reações em solução
	Síntese
	Bibliografia