3 Ligação química – ligação covalente(1)

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Ligação química – ligação covalente
Ligação química – ligação covalente
H H
O O
OO [He] 2s2 2p4
2px 2py 2pz2s
O O [He] 2s2 2p4
2px 2py 2pz 2s
Ligação química – Teoria de Lewis
Regra do Octeto – Gilbert N. Lewis (1916) – comportamento estável dos gases nobres
¨Cada átomo compartilha (doa ou recebe) elétrons com seus átomos vizinhos para alcançar um total de
OITO elétrons de valência¨
Estrutura de Lewis: Não dá informação sobre estrutura, somente a conectividade e os pares isolados 
dos átomos 
Exceções: 
1) Be (4e-) e B(3e-) – BeF2 e BF3
2) PF5 (10e-)
3) Não é válida no caso de moléculas com número ímpar de elétrons: NO, ClO2
Ligação química – Teoria de Lewis
Hipervalência e expansão do octeto
• Elementos após o segundo período
• Presença de orbitais d vazios com baixa 
energia.
• Geometria mais apropriada para por 
mais elétrons.
PCl5 (10e-)
SF6 (12e-)
Estrutura de Lewis – espécies poliatômicas
1. São contados todos os elétrons
de valência: O número total de
elétrons é igual à soma dos
números que contribuem cada
átomo, modificado pela adição ou
subtração do número de cargas
iônicas.
Éspécie Contribuições 
atômicas 
_ Carga do 
 cátion 
+ Carga 
do 
ânion 
= Total de 
elétrons de 
valência 
CH4 4(C) + 4 x 1(H) = 8 - 0 + 0 = 8 
NH3 5(N) + 3 x 1(H) = 8 - 0 + 0 = 8 
H2O 6(O) + 2 x 1(H) = 8 - 0 + 0 = 8 
H3O
+ 6(O) + 3 x 1(H) = 9 - 1 + 0 = 8 
HO- 6(O) + 1(H) = 7 - 0 + 1 = 8 
BF3 3(B) + 3 x 7(F) = 24 - 0 + 0 = 24 
NO2
- 5(N) + 2 x 6(O) = 17 - 0 + 1 = 18 
CO3
2- 4(C) + 3 x 6(O) = 22 - 0 + 2 = 24 
 
 
Estrutura de Lewis – espécies poliatômicas
2) Determine a conectividade dos átomos (que estão ligados entre si) e conecte
os átomos ligados por ligações simples. Átomos terminais (H), e átomos
centrais. Escolha o átomo central. O menos eletronegativo, geralmente.
3) Coloque um par de elétrons em cada par de átomos ligados. Cada elemento
deve, na sua maior extensão, ter um octeto completo.
4) Adicione os demais elétrons como pares não ligantes. Se não existirem pares
de elétrons suficientes, forme ligações múltiplas.
Ligação covalente – carga formal
É a carga que um átomo teria se todas as ligações fossem perfeitamente covalentes
𝑭 = 𝑽 − 𝑳 +
𝟏
𝟐
𝑷
Onde
V é o número de elétrons de valência do
átomo livre
L é o número de elétrons presentes nos
pares isolados
P é o número de elétrons compartilhados
Estruturas de Lewis – Exercícios
1)OF2
2)C2H6O
3) NO2
–
4) C2HCl
Modelo RPECV (VSEPR)
Repulsão dos pares de elétrons da camada de valência
• As regiões com maior densidade eletrônica tendem a assumir posições o mais
separadas possível, de modo a minimizar a repulsão entre elas.
• Pares ligantes, pares isolados, ligações múltiplas.
• Esse modelo ajuda a prever a forma da molécula.
• O arranjo das regiões determina a forma, no entanto o nome da forma é governado
pelo arranjo dos átomos.
Modelo RPECV: AC com pares ligantes
1) Repulsão, causa o maior afastamento possível – BeCl2, BF3, CH4, PCl5
2) Não existe distinção entre ligações simples ou múltiplas, todas são regiões com
densidade de elétrons. BeCl2 e CO2
3) Se tem mais de um átomo central, as ligações de cada átomo são tratadas de
maneira independente. C2H4
Modelo RPECV: AC com pares ligantes
1) Escrever a estrutura de Lewis
2) Identificar o(s) átomo(s) central(ais)
3) Identificar o arranjo de elétrons em torno do átomo
central.
4) Identifique o arranjo dos átomos ao redor do átomo
central.
BeCl2, BF3, CH4, PCl5
Modelo RPECV: AC pares isolados e ligantes
1) AXnEm
2) Todas ligações e pares isolados são regiões de alta
densidade eletrônica.
3) AXn – forma da molécula igual a do arranjo de
elétrons.
4) AXnEm – forma da molécula diferente do arranjo de
elétrons.
Modelo RPECV: AC pares isolados e ligantes
1) Estrutura de Lewis
2) Contar ligações e pares isolados ao redor do AC –
AXnEm
3) Determinar o arranjo de elétrons ao redor do átomo
central.
4) Identificar a forma considerando apenas os átomos
Modelo RPECV: influência dos pares isolados
1) Par isolado de elétrons ocupa mais espaço ao redor do átomo central do que um par
ligante.
2) Repulsão par isolado/par isolado > par isolado/par ligante > par ligante/par ligante
3) Pares isolados distorcem os ângulos
4) Repulsão entre pares ligantes depende da diferença de eletronegatividade entre o
átomo central e os demais átomos.
Modelo RPECV: influência dos pares isolados
Ligação química: modelo RPECV
1) Moléculas com pares ligantes ao redor do AC – AXn
2) Moléculas com pares ligantes e pares isolados ao redor do AC – AXnEm
3) Influência dos pares isolados – pares ligantes (2 átomos); pares isolados (1 átomo)
4) Volume maior dos pares isolados, distorção dos ângulos de ligação
Ligação química: modelo RPECV
1) Identifique o átomo central (AC) e Escreva a fórmula
de Lewis
2) Conte o número de PL (pares ligantes) e PI (pares
isolados) ao redor do AC
3) Determine o arranjo de elétrons (todos os pares de
elétrons ao redor do AC)
4) Localize os átomos e classifique as formas
5) Considere a distorção para a separação máxima dos
pares isolados.
SF4
NCT = Arranjo espacial dos elétrons (todos, pares ligantes e pares isolados) ao redor do átomo central.
AXnEm
A = átomo central
X = átomo ligado (par de e – ligante) (n = número de pares de elétrons ligantes)
E = par de elétrons isolados ou não ligantes (m = número de pares de elétrons isolados)