A Ligação Química

Prévia do material em texto

Universidade Estadual do Ceará - UECE
	Tabela Periódica – Lista de Exercícios
	
	Pró-Reitoria de Graduação - PROGRAD
	Curso: Licenciatura em Química
	
	Centro de Ciências e Tecnologia
	Prof.: André Herzog
	
	Curso de Química
	Janeiro / 2011
A Ligação Química
	O número conhecido de elementos químicos diferentes existentes no universo é próximo a 100 (cem), mas a diversidade das substâncias e materiais que encontramos na natureza e fabricados pelo homem, nos indicam a existência de combinações desses elementos.
	A molécula é um tipo de combinação entre átomos caracterizada pela existência de uma ligação especial denominada ligação química. Essa combinação pode ser entre átomos do mesmo elemento, ou de elementos diferentes. Na teoria quântica, a molécula não é formada de átomos e ligações químicas, mas de núcleos e elétrons. Esse modo de ver a molécula não é muito popular entre os químicos.
	Na química, não trabalhamos com uma molécula e sim com um conjunto bastante grande de moléculas. Um conjunto de moléculas do mesmo tipo é chamado de substância pura. Caso contrário será uma mistura. As substâncias puras apresentam propriedades bem definidas e constantes. Estas propriedades refletem tanto as características individuais das moléculas quanto as interações entre elas, que denominamos forças intermoleculares, ou ainda forças dispersivas. Por exemplo, para a molécula de água a polaridade é uma característica individual, enquanto que a formação de pontes de hidrogênio é uma interação intermolecular verificada entre várias moléculas.
	Na química, convivemos com vários modelos de ligação química existindo dois modelos extremos que procuram explicar como ocorre a ligação entre átomos: o modelo iônico e o modelo covalente.
	Segundo o modelo iônico, os átomos são unidos por forças de atração elétrica entre cargas opostas. Para que isto aconteça é necessário que haja uma transferência de elétrons de um átomo para o outro, transformando-os em cátions, íons positivamente carregados, e ânions, íons negativamente carregados, que se atraem mutuamente. Uma substância química cujas espécies químicas tivessem esse tipo de ligação deveria facilmente conduzir corrente elétrica no estado líquido ou em solução.
	No modelo covalente, a ligação entre átomos se dá pelo compartilhamento de um par de elétrons; ou seja, um par de elétrons passa a pertencer simultaneamente aos átomos que se associam.
	Gilbert Newton Lewis foi um químico norte-americano quem primeiro intuiu, em 1916, que os elétrons são as entidades físicas responsáveis pela promoção das ligações entre os átomos. Essa propositura revolucionária foi formulada vinte anos após a descoberta do elétron por J.J. Thomson, e anos antes da formulação do modelo quântico de Schrodinger. Lewis ainda propôs as famosas representações dos átomos com elétrons, que recebem seu nome, e um novo sistema de classificação de ácidos e bases, ao lado de sólidas contribuições à Termodinâmica. 
	Anos depois, outro químico americano brilhante, Linus Pauling, utilizou a mecânica quântica para a melhor compreensão das ligações químicas, desenvolvendo o conceito de Eletronegatividade, Estruturas de Ressonância e Orbitais Moleculares.
Assim, Lewis e Pauling construíram o corpo principal de conceitos que nortearam o desenvolvimento da química no século XX.
QUESTIONÁRIO
Qual a diferença entre substâncias e materiais?
Pesquise e comente as várias definições/conceitos de elemento, átomo e molécula nos livros de 2° grau.
A molécula mais conhecida é a água (H2O). Nesta molécula existe ligação química?
A temperatura de fusão da água é 0 °C. Por que não posso dizer que a temperatura de fusão de uma molécula de água é 0 °C?
Por que as propriedades de uma mistura de oxigênio e hidrogênio são diferentes das propriedades da água?
Explique o modelo iônico usando a molécula de hidrogênio (H2) como exemplo.
Explique o modelo covalente usando o cloreto de sódio (NaCl) como exemplo.
Pesquise os modelos usados para explicar a ligação metálica.
No modelo covalente podemos ter ligações simples e dativa. Qual a diferença entre elas após formada a ligação?
EXERCÍCIOS
O que diz a teoria dos octetos? Cite 5 casos onde ela não é obedecida.
O que são íons? E cátions? E ânions?
Explique como se forma a ligação entre cálcio e o bromo no brometo de cálcio?
O que é uma ligação iônica?
O que são íons isoeletrônicos? exemplifique.
Qual a relação entre os raios de uma mesma série isoeletrônica?
O que é orbital? E orbital molecular?
Explique por que o ângulo entre os orbitais moleculares da água é 104°28’.
O que é hibridização? O que é orbital híbrido?
Qual a diferença entre orbitais moleculares sp-p e p?
O que são fórmulas eletrônicas? Exemplifique.
O que são moléculas isoeletrônicas?
Qual a diferença entre ligação covalente simples e coordenada? Exemplifique.
O que são ligações covalentes polarizadas? Exemplifique.
O que são moléculas apolares? E polares? Exemplifique.
Faça a fórmula eletrônica e dê o nome das ligações existentes no sulfato de sódio.
Pesquise: ligação metálica, forças de van der Waals, pontes de hidrogênio, para e diamagnetismo.
Qual a propriedade periódica relacionada com uma ligação iônica? Como é aplicada? Cite onde esta regra é falha. Existe ligação 100% iônica? E 100% covalente? Explique e exemplifique. Quais os elementos que formariam a ligação iônica mais perfeita?
Quais os tipos de ligações covalentes existentes nos seguintes compostos: H2; H2O; NH3; CH4; C2H4; C2H2; BF3; BeH2; Cl2?
O que é momento dipolar? Qual sua unidade? Qual o momento dipolar do BF3.
Faça a fórmula eletrônica e dê o nome das ligações existentes nos seguintes íons: H3O+; NH3; SO4= e HCOO-.
Diamante e grafite têm a mesma composição química (carbono). O que os diferencia? O que pode se dizer sobre as ligações entre átomos de carbono de cada uma delas?
Por que os gases nobres são os elementos menos reativos? Cite cátions e ânions com a mesma configuração do He, Ne e Ar.
Estude a possibilidade das moléculas AB, AB2, AB3 e AB4 serem apolares. exemplifique.
Faça a fórmula estrutural e eletrônica dos seguintes compostos: HCl, HClO, HClO3, H3PO2, H3PO3 e H4P2O7.
A lista de compostos abaixo são de uso comum em laboratórios. Escreva a fórmula de cada um destes compostos:
2
acetato de amônio
acetato de cálcio
acetato de chumbo
acetato de sódio
acetato de zinco
ácido acético
ácido arsenioso
ácido bórico
ácido clorídrico
ácido fluorídrico
ácido fosfórico
ácido hipocloroso
ácido nítrico
ácido nitroso
ácido perclórico
ácido sulfídrico
ácido sulfúrico
ácido sulfuroso
antimonato de potássio
arseniato de sódio
bicarbonato de potássio
bicarbonato de sódio
bicromato de potássio
biiodato de potássio
bissulfato de potássio
bissulfato de sódio
bissulfito de sódio
bromato de potássio
brometo de amônio
brometo de bário
brometo de cálcio
brometo de potássio
brometo de sódio
carbonato de amônio
carbonato de cálcio
carbonato de magnésio
carbonato de potássio
carbonato de sódio
cianeto de potássio
cianeto de sódio
clorato de potássio
cloreto de alumínio
cloreto de amônio
cloreto de antimônio
cloreto de bário
cloreto de cádmio
cloreto de cálcio
cloreto de magnésio
cloreto de potássio
cloreto de sódio
cloreto de zinco
cloreto estânico
cloreto estanoso
cloreto férrico
cloreto ferroso
cloreto manganoso
cloreto mercúrico
cloreto mercuroso
cromato de potássio
estanito de sódio
ferricianeto de potássio
ferrocianeto de potássio
fluoreto de potássio
fluossilicato de potássio
fosfato de cálcio
fosfato dissódico
fosfato monopotássico
ftalato ácido de potássio
hidróxido de amônio
hidróxido de bário
hidróxido de cálcio
hidróxido de potássio
hidróxido de sódio
hipobromito de sódio
hipoclorito de cálcio
hipoclorito de sódio
iodato de potássio
iodeto de amônio
iodeto de potássio
iodeto de sódio
molibdato de amônio
nitrato cúprico
nitrato de alumínio
nitrato de amônio
nitrato de bário
nitrato de bismuto
nitratode cádmio
nitrato de cálcio
nitrato de chumbo
nitrato de cobalto
nitrato de cromo
nitrato de estrôncio
nitrato de magnésio
nitrato de manganês
nitrato de níquel
nitrato de potássio
nitrato de prata
nitrato de sódio
nitrato de zinco
nitrato férrico
nitrato mercúrico
nitrato mercuroso
nitrito de potássio
nitrito de sódio
oxalato de amônio
oxalato de potássio
oxalato de sódio
óxido mercúrico
perclorato de potássio
periodato de potássio
permanganato de K
peróxido de hidrogênio
persulfato de amônio
piroantimonato de K
piroborato de sódio
sulfato cérico
sulfato cúprico
sulfato de alumínio
sulfato de amônio
sulfato de cálcio
sulfato de magnésio
sulfato de potássio
sulfato de prata
sulfato de sódio
sulfato de zinco
sulfato férrico
sulfato ferroso
sulfato mangânico
sulfato manganoso
sulfeto de amônio
sulfeto de sódio
sulfito de sódio
tiocianato de amônio
tiocianato de potássio
tiocianato de sódio
tiossulfato de sódio
4