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Ligações Interatômicas Primárias iônica covalente metálica Ligação Iônica Encontrada em compostos que envolvem elementos metálicos e não-metálicos. Metálicos perdem elétrons para os não-metálicos. Todos adquirem configurações estáveis (ou de gás inerte) e carga elétrica, tornando-se íons. Exemplo Cloreto de sódio (NaCl) Na11 = 1s2 2s2 2p6 3s1 Cl17 = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 Na+ Cl – 1s2 2s2 2p6 = Ne10 (gás nobre) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 = Ar18 (gás nobre) Altos valores para energia de ligação refletem em altas temperaturas de fusão. Os materiais iônicos são, de maneira geral, duros e frágeis, isolantes elétricos e térmicos. Ligação Covalente São caracterizadas pelo compartilhamento de elétrons. Exemplo Molécula do metano CH4 C6 = 1s2 2s2 2p2 H1 = 1s1 4 elétrons de valência 1 elétron de valência C 6+4 = 1s2 2s2 2p2+4 = Ne10 H1+1 = 1s2 = He2 H2, Cl2, F2, CH4, H2O, Si, Ge, GaAs, SiC Quantas ligações covalentes são possíveis? Seja N’ = número de elétrons de valência Regra L = Número de ligações = 8 – N’ Cl17 = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 N’ = 7 L = 8 – N’ = 1 (Cl2) C6 = 1s2 2s2 2p2 N’= 4 L = 8 – N’ = 4 (CH4) As ligações covalentes podem ser fortes ou fracas Ligação Metálica Encontrado nos metais e suas ligas. Possuem um, dois, ou no máximo, três elétrons de valência. Hg80 = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 N’ = 2 Pertencentes ao metal como um todo. Nuvem ou mar de elétrons Núcleo dos íons 6s2 As ligações metálicas podem ser fortes ou fracas. Os metais são bons condutores de eletricidade e calor devido ao grande número de elétrons livres. Já, os materiais ligados iônica e covalentemente são isolantes elétricos e térmicos devido a ausência de grande número de elétrons livres. Ligações Secundárias ou Ligações de van der Waals São ligações fracas quando comparadas às primárias. Surgem a partir de dipolos atômicos ou moleculares. Ligação de Dipolo Induzido (criado) Flutuante Pode ocorrer em átomos ou moléculas que são eletricamente simétricos. vibrações Átomo eletricamente simétrico Simetria elétrica distorcida Um dipolo pode produzir um deslocamento eletrônico em uma molécula ou átomo adjacente, o que induz um segundo átomo ou molécula a se tornar um dipolo, que é, então, fracamente ligado ou atraído ao primeiro. Ligação de van der Walls São temporárias e flutuam ao longo do tempo. As temperaturas de fusão e ebulição são extremamente baixas para os materiais onde há predominância da ligação por dipolo induzido (van der Waals). Dentre todas a ligações intramoculares possíveis, essas são as mais fracas. Ligação entre Moléculas Polares e Dipolos Induzidos Em algumas moléculas, momentos dipolares permanentes existem em virtude de um arranjo assimétrico de regiões carregadas positiva e negativamente. Moléculas polares As moléculas polares podem induzir dipolos em moléculas apolares adjacentes e uma ligação irá se formar entre as duas. Sua magnitude é maior do que a ligação por dipolo flutuante. Ligação de Dipolos Permanentes A molécula de HF (fluoreto de hidrogênio) é um dipolo permanente e as energias de ligação entre dois (ou mais) desses elementos são significativamente maiores do que as ligações envolvendo dipolos induzidos. A ligação de hidrogênio é o tipo mais forte de ligação secundária entre moléculas polares. Ligação de hidrogênio Alta temperatura de Ebulição. Ela ocorre entre moléculas onde o átomo de hidrogênio se encontra ligado covalentemente ao flúor (HF), ao oxigênio (H2O) e ao nitrogênio (NH3). A extremidade da ligação contendo o hidrogênio é essencialmente um próton isolado, carregado positivamente, que não está sendo neutralizado por qualquer elétron. Essa extremidade carregada é capaz de exercer uma grande força de atração sobre a extremidade negativa de uma outra molécula adjacente. O próton forma uma ponte entre dois átomos com cargas negativas.
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