Ligações Químicas - Relatório Química Geral Experimental

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23 de março de 2016
Estácio de Sá, Niterói
Química Geral Experimental
LIGAÇÕES QUÍMICAS
Professora: Rafaela
Alunos:
Camila Alves
Felipe Campagnac
Gabriela Giannini
Higor Carracena
Igor Samagaio
Ligações Químicas
1. Introdução:
As reações químicas são transformações que envolvem alterações, quebra ou formação, nas ligações entre partículas (átomos, moléculas ou íons) da matéria, resultando na formação de nova substância com propriedades diferentes da anterior como por exemplo a condutividade elétrica da substancia em solução.
Segundo a teoria do octeto, feita pelo cientista americano Gilbert Newton Lewis, os átomos tendem a assumir a estrutura eletrônica do gás nobre que possuem 8 elétrons na camada de valência. As ligações químicas buscam uma configuração eletrônica estável.
A diferença entre as quantidades de energia necessárias para arrancar um elétron de um átomo diferencia entre eles e suas propriedades químicas, quanto maior o raio atômico menos a quantidade de energia necessária e quanto menor a massa atômica menor atração que o núcleo exerce sobre os elétrons por tanto menor a energia necessária.
Ligação iônica é feita através da troca de elétrons entre átomos. Na formação da ligação iônica, um metal doa um elétron, devido a sua baixa eletronegatividade formando um íon positivo ou cátion. Os elementos do grupo dos halogênios e dos calcogênios, que apresentam na última camada 5, 6 ou 7 elétrons, possuem grande afinidade eletrônica, eles ganham elétrons, são chamados de ânions. Ao contrário, os alcalinos, alcalino-terrosos e os metais em geral têm forte tendência a perder elétrons para adquirir uma estrutura estável, são chamados de cátions.
Ligação covalente é uma ligação química caracterizada pelo compartilhamento de um ou mais pares de elétrons entre átomos. Elas normalmente ocorrem entre átomos com eletronegatividades similares e altas (geralmente entre dois não-metais), dos quais remover completamente um elétron requer muita energia. As substâncias moleculares são, em geral, líquidas ou gasosas, entretanto não são boas condutoras de eletricidade, já as soluções iônicas são boas condutoras de eletricidade.
Quando em solução essas ligações sofrem reações químicas que permitem um processo de ionização dissociação eletrônica. Compostos de ligações iônicas, já possuem íons e, quando colocados na presença de um solvente, ou quando fundidos - em estado líquido - separam os íons positivos dos negativos, formando uma solução com uma boa condutividade elétrica. Já os compostos de ligações covalentes, não existem íons na molécula original, mas quando na presença de um solvente acaba ocorrendo uma reação de ionização, liberando íons livres no solvente. No caso da ligação iônica o processo é de dissociação por já ter a presença dos íons e da ligação covalente o processo é de ionização.
Em uma ligação iônica, os átomos estão ligados pela atração de íons com cargas opostas, enquanto que em uma ligação covalente, os átomos estão ligados por compartilhamento de elétrons. Na ligação covalente, a geometria molecular de cada átomo é determinada pelas regras da VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion Theory - Teoria da repulsão entre os pares de elétrons da camada de valência), enquanto que, em materiais iônicos, a geometria segue as regras do empacotamento máximo e a resultante das cargas desses íons no empacotamento tende a ser nula.
2. Objetivos:
Verificar através dos experimentos se os elementos eram de caráter covalente ou iônico e identificar a condutibilidade elétrica em diferentes soluções.
4. Resultados e discussão:
4.1. Procedimento 1.
O NaCl (cloreto de sódio), é uma substância formada por ligação iônica e a sacarose é formada por ligação covalente. Ao se aquecer tais substâncias, o tempo para se fundir de uma substância é menor do que a outra devido ao tipo de ligação. Entre essas duas substâncias, a sacarose se fundiu primeiro, devido ser uma substância de ligação covalente.
As ligações covalentes são mais fracas que as ligações iônicas, por isso, precisam de menor energia para que sejam rompidas. Mas, dependendo do tipo de interação intermolecular, compostos covalentes são geralmente vistos em estado sólido, alguns com ponto de fusão extremamente elevado.
4.2 Procedimento 2.
Ao colocarmos os eletrodos nas substâncias obtemos resultados diferentes, pois algumas substâncias conduzem corrente elétrica e outras não, assim, fechando o circuito e acendendo a lâmpada ou não.
Para que a corrente elétrica seja conduzida, é necessária que a substância tenha íons, sendo então um composto iônico, em estado líquido ou em solução aquosa.
Seguem abaixo pontuadas os resultados obtidos em cada substância e a devida justificativa do resultado. 
O NaCl em estado sólido não conduziu corrente elétrica, assim, não acendendo a lâmpada, mesmo sendo um composto de ligação iônica, porque os compostos iônicos quando em estado sólido, tem os elétrons muito fortemente ligados uns aos outros, formando um cubo (figura 1). Mas ao adicionarmos a água destilada, a lâmpada acendeu, pois a água foi o solvente para que as moléculas se misturassem e conduzissem a corrente elétrica, fechando o circuito.
Figura 1
A sacarose em estado sólido e em estado líquido não acendeu a lâmpada, por não conduzir energia elétrica.
A Sacarose é uma substância de ligação covalente, assim, não tem íons, e só os compostos com íons são capazes de conduzir energia elétrica.
O HCl, concentração 0,1m, acendeu a lâmpada, conduzindo energia elétrica. Esta substância é de ligação covalente, por isso não há íons. Em algumas substâncias, basta se colocar água para que ocorra a dissociação iônica, mas no caso do HCl, não se pode ocorrer tal fenômeno em vista de que não há íons. Ao dissolver HCl em água ocorre o processo chamado ionização, onde as moléculas de HCl são quebradas ao entrar em contato com a água, originando íons livres para conduzir corrente elétrica.
O ácido acético, vinagre de cozinha, concentração 4%, acendeu muito fraco. Ele tem grau de ionização baixo, ou seja, quando em solução, a produção de íons hidroxônio e acetato é baixa, tornando-se um ácido fraco. Assim a condução da corrente elétrica acontece, porém é baixa.
O iodo sólido não conduziu energia, e nem diluído em álcool 92,8%, então não acendeu a lâmpada, por ser uma substância molecular, onde a ligação é covalente. Seu grau de ionização é baixo, por isso não se pode ser gerado íons nem quando diluído. 
A água destilada não conduziu corrente elétrica pelo fato de haver menor quantidade de íons dissolvidos nela. As moléculas de água por conta própria não têm a carga e como resultado, eles não podem trocar elétrons. Sem a troca de elétrons, a eletricidade é incapaz de viajar através da água destilada.
5. Conclusão:
Baseando-se nos experimentos realizados, podemos afirmar que ao se colocar duas substâncias em um recipiente, sendo uma delas um solvente, analisa-se o conceito de solubilidade, em que se parte do princípio que semelhante dissolve semelhante, há casos em que isso não ocorre, já que o grau de polaridade é variado. Com relação à condutibilidade, as substâncias mais capazes de conduzir eletricidade são as que fazem ligações iônicas, ácidos e bases fortes. Isto se deve por liberarem íons, favorecendo a condutibilidade elétrica.
6. Referências bibliográficas:
MEIO AMBIENTE E QUÍMICA ANDAM JUNTOS. / ÁCIDOS BASES E CONDUTIVIDADE ELÉTRICA. Disponível em: <http://meioambienteequimicaandamjuntos.blogspot.com.br/2013/05/acidos-bases-e-condutividade-eletrica.html?m=1>. Acesso em: 23 de março de 2016.
CIÊNCIA E TECNOLOGIA. / SERÁ QUE A ÁGUA DESTILADA CONDUZ A ELETRICIDADE? Disponível em: <http://cienciaetecnologias.com/sera-agua-destilada-conduz-eletricidade/>. Acesso em: 23 de março de 2016.
O GLOBO / REAÇÕES QUÍMICAS. Disponível em: <http://educacao.globo.com/quimica/assunto/materiais-e-suas-propriedades/reacoes-quimicas.html>. Acesso em: 22 de marçode 2016
COLA DA WEB / LIGAÇÃO QUÍMICA. Disponível em: <http://www.coladaweb.com/quimica/quimica-geral/ligacao-quimica>. Acesso em: 22 de março de 2016.
UOL / IONIZAÇÃO E DISSOCIAÇÃO: PROCESSOS QUE FACILITAM A OCORRÊNCIA DE REAÇÕES. Disponível em: <http://educacao.uol.com.br/disciplinas/quimica/ionizacao-e-dissociacao-processos-que-facilitam-a-ocorrencia-de-reacoes.htm>. Acesso em: 22 de março de 2016.