Ligações químicas (iônicas e covalentes)

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

*
*
LIGAÇÕES QUÍMICAS	
Profª. Natalia Caliman
*
*
Ligação Química
*
São as forças de atração que ligam os átomos de modo a formar substâncias mais complexas.
Por que as moléculas se ligam?
*
*
 Descrição: O átomo adquire estabilidade ao completar oito elétrons camada de valência, imitando os gases nobres. 
Configuração Geral: ns2 np6
Obs. Esta regra só é válida para os elementos representativos. Exceção para o H, Li, B e Be.
Regras do octeto
*
*
 Descrição: O átomo adquire estabilidade ao completar a camada de valência com dois elétrons, imitando o gás nobre - He. 
Configuração Geral: ns2 
Obs. Esta regra só é válida para os elementos representativos: H, Li, B e Be.
Regras do Dueto
*
*
H (Z = 1)
He (Z = 2)
F (Z = 9)
Ne (Z = 10)
Na (Z = 11)
1s1
1s2
2s2
3s1
2p5
INSTÁVEL
1s2
2s2
2p6
1s2
2s2
2p6
1s2
ESTÁVEL
INSTÁVEL
ESTÁVEL
INSTÁVEL
*
*
Na maioria das vezes, os átomos que:
*
*
Ligação iônica
 metal + ametal
Ligação covalente
 ametal + ametal
Ligação metálica
 metal + metal
Tipos de ligações
*
*
*
Notações de Lewis
Estrutura de Lewis:
Colocar o símbolo do elemento
Representar os elétrons de valência através de pontos ou cruzes;
Exercício: Represente por notação de Lewis o Li, C, O, F e Ne.
*
*
Ligações iônicas
Definição: elétrons são transferidos de um átomo para outro dando origem a íons de cargas contrárias que se atraem.
Exemplo: formação do cloreto de sódio – NaCl.
Na (Z = 11)  1s2 ,2s2, 2p6, 3s1
Cl ( Z = 17)  1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p5
*
*
 Configuração dos Átomos:
Na
Cl
Ligação iônica
*
*
 Transferência do elétron:
Na
Cl
Ligação iônica
*
*
 Formação dos íons:
Na+
Cl-
Ligação iônica
*
*
 Atração Eletrostática:
Ligação iônica
*
*
Ligação iônica
Estrutura cristalina
*
*
Ligação iônica
	
PERDE ELÉTRONS
METAIS
GANHA ELÉTRONS
AMETAIS
*
*
 Cargas = + xy – xy = zero
Exemplos:
Ca+2 + Br-1  CaBr2
Al+3 + S-2  Al2S3
Fórmula dos Compostos Iônicos
*
*
K+Cl-  KCl
Ca+2I-1  CaI2
c) Al+3S-2  Al2S3
d) Fe+3O-2  Fe2O3
Mais exemplos:
*
*
Características dos compostos iônicos
São sólidos nas condições ambiente, mas quebradiços;
Possuem elevados pontos de fusão e ebulição;
*
*
Características dos compostos iônicos
Conduzem a corrente elétrica quando fundidos ou em solução aquosa, devido à presença de íons livres.
*
*
Estrutura de Lewis nas ligações iônicas
Regras para escrever a fórmula dos compostos iônicos:
Íon positivo é sempre escrito na frente;
A relação de íons positivos e negativos é sempre escolhida de forma que o total de cargas positivas e negativas seja igual.
Faça a estrutura de Lewis e fórmula empírica para uma substância que contenha:
Li e O
Mg e P
Ca e CO3
*
*
Ligações covalentes
*
*
Ligação covalente
*
É a ligação química que se forma por compartilhamento de elétrons. 
Os elétrons compartilhados estão preferencialmente localizados entre os núcleos. 
*
*
 Configuração dos Átomos:
Ligação covalente
*
*
 Atração Quântica:
Ligação covalente
*
*
Fórmula Molecular 
Fórmula Estrutural
Estrutura de Lewis ou eletrônica de um composto covalente ou de um íon poliatômico mostra como os elétrons estão distribuídos entre os átomos, de formas a mostrar a conectividade entre eles.
Representação das ligações covalentes
F = F 
F2 
*
*
Estrutura de Lewis nas Lig covalentes
Existem as ligações simples, dupla e tripla.
*
*
Estrutura de Lewis para Lig covalentes
Procedimento:
Conte todos os elétrons de valência dos átomos;
Coloque um par de elétrons em cada ligação;
Complete os octetos dos átomos ligados ao átomo central;
Coloque todos os elétrons adicionais no átomo central;
Se o átomo central ainda tiver menos que um octeto, você deve formar ligações múltiplas para que cada átomo possua um octeto.
Realizar com CCl4; H2O e CH4
*
*
Ligações covalentes coordenada ou dativa
Neste tipo de ligação, um dos átomos que já estiver com última camada completa entra com os dois elétrons do par compartilhado. 
Este par de elétrons apresenta as mesmas características da ligação covalente simples, a única diferença é a origem dos elétrons, que é somente um dos átomos participantes da ligação. Os elétrons do par passam a pertencer a ambos os átomos participantes. 
Dadas as distribuições eletrônicas em camadas para os átomos de 16S e 8O.
				S   2 - 8 - 6              O   2 - 6
Compartilhando dois elétrons através de ligações covalentes simples, ambos os átomos atingem os oito elétrons na última camada.
 
*
*
Ligações covalentes coordenadas
No entanto, esta molécula ainda pode incorporar um ou dois átomos de oxigênio. 
Tal fato só pode ser explicado se o enxofre utilizar um ou dois pares de elétrons não envolvidos em ligações para formar um ou dois pares dativos com o oxigênio.
A ligação dativa é indicada por uma seta que sai do átomo que cede os elétrons chegando no átomo que recebe estes elétrons, através do compartilhamento 
*
*
a) 3 A .
b) 4 A .
c) 5 A .
d) 6 A .
e) 7 A .
Exercícios
Certo átomo pode formar três covalências normais e uma dativa. Qual a provável família desse elemento na classificação periódica?
*
*
Exceções à regra do octeto
*
Berílio (Be) É capaz de formar compostos com duas ligações simples, sendo assim, estabiliza-se com apenas quatro elétrons na camada de valência. 
Alumínio (Al) e Boro (B) É uma exceção à Regra do Octeto porque atinge a estabilidade com seis elétrons na camada de valência. 
*
*
S
F
F
F
F
F
F
S
F
F
F
F
F
F
Exceções à regra do octeto
Existem átomos que ficam estáveis com mais de oito elétrons na camada de valência
P
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
*
*
Átomo que fica estável com número impar de elétrons 
na camada de valência
O
N
O
O
N
O
O nitrogênio ficou estável com 7 elétrons
na camada de valência.
Exceções à regra do octeto
*
*
F
Xe
F
Xe
F
F
F
F
Recentemente foram produzidos vários compostos
com os gases nobres 
Estes compostos só ocorrem com gases nobres de átomos grandes, que comportam a camada expandida de valência 
Exceções à regra do octeto: 
Gases Nobres
*
*
Exemplos de materiais formados com ligações covalentes
Compostos cerâmicos: SiC e BN
Polímeros
Diamante x Grafite
*
*
Polaridade da ligações covalentes
Eletronegatividade
*
*
Ligação coalente apolar
Na molécula de um elemento diatômico os elétrons são compartilhados igualmente entre os átomos.
Ex.: O2
Ligação covalente polar
Quando dois ou mais diferentes elementos se combinam os elétrons não estão combinados igualmente.
Forma uma carga parcial positiva (d+) e uma carga parcial negativa (d-).
Ex.: HCl
Polaridade da ligações covalentes
*
*
Polaridade das Moléculas
1- Com átomos do mesmo elemento são apolares
2- Com átomos de diferentes elementos são polares
1- Polaridade das ligações
2- Geometria molecular
*
Moléculas diatômicas
Moléculas poliatômicas
*
*
Ligação Metálica
*
*
Ligação Metálica
Ligação entre metais
Os metais tem um, dois ou no máximo três elétrons de valência. 
Átomos de baixa eletronegatividade.
Estes elétrons não estão ligados a um único átomo, mas estão mais ou menos livres para se movimentar por todo o metal.
*
*
Ligação Metálica
*
*
Ligação Metálica
Estrutura formada por íons positivos e elétrons livres de valência que formam uma “nuvem eletrônica” que circula livremente entre os íons positivos 
A ligação metálica não é direcional.
São fortes
*
*
Propriedades associadas as ligações metálicas
Alta condutividade elétrica e térmica: os elétrons podem se mover em presença de uma f.e.m. ou de um gradiente de temperatura.
Permitem grande deformação plástica
pois as ligações são móveis, ou seja, não são rígidas como as iônicas e as covalentes
Possuem aspecto brilhoso e lustroso: A interação da radiação electromagnética (luz) com os elétrons de valência deslocados que se encontram na superfície do respectivo mar de elétrons induz uma oscilação com a mesma frequência da radiação incidente. Esta oscilação leva a que o metal reflita a luz à mesma frequência que o atinge, produzindo assim uma aparência brilhante.
*
*
Exemplos de Materiais com Ligações Metálicas
Quando, em metais puros, são adicionados outros elementos, tem-se a formação das ligas. 
O aço é formado pela introdução até 0,6% em peso de carbono no ferro. 
O ouro é um metal que no estado puro (24 quilates; 99,9%) é muito macio, mas quando se encontra num estado menos puro (18 quilates; 75%) apresenta uma maior rigidez. 
Os metais são produzidos basicamente através de fundição (vazamento do material líquido em moldes) e através de processos termomecânicos (forjamento, laminação, trefilação, etc.).
*
*
Também conhecida como Forças Intermoleculares
Ligações secundárias
*
*
Ligações secundárias
São as forças atrativas entre as moléculas
Asseguram a existência dos estados físicos da matéria: líquido e sólido;
São as principais responsáveis pelas propriedades físicas da matéria: ponto de fusão e ponto de ebulição;
Podem ser:
Dipolo-dipolo
Pontes de hidrogênio
Dispersão
Dipolo-induzido ou Força de Van der Waals
*
*
*
São forças que atuam entre moléculas polares. Quanto maiores forem os momentos dipolares e mais pequenas forem as moléculas, maior é a força. As moléculas tendem a alinhar-se de tal modo que, em média a interacção atractiva é máxima.
Forças dipolo-dipolo
*
*
Pontes de hidrogênio
*
É um tipo especial de interacção dípolo-dípolo entre o átomo de hidrogênio e um átomo eletronegativo O, N, e F.
É a interação mais importante para a biologia!!!!!
*
*
Pontes de hidrogênio
A água como um solvente: 
A água dissolve muitos sais cristalinos por hidratar seus íons:
*
*
*
Dípolos instantâneos entre moléculas apolares
Ocorrem por exemplo no átomo de He, em que os elétrons movem-se a uma certa distância do núcleo, pelo que em qualquer instante é provável que o átomo tenha um momento dipolar criado pelas posições específicas dos elétrons. 
Forças de Van der Waals
Dipolo induzido
*
*
Os materiais e os tipos de ligações
Por que o diamante tem um ponto de fusão mais alto que o polietileno? (ambos fazem ligações covalentes)
*
*
Os materiais e os tipos de ligação
Geralmente, mais de um tipo de ligação existe em um material;
Mas existe uma relação entre os grupos de materiais e os tipos de ligação;
Materiais Cerâmicos
caráter iônico predominante: Óxido de alumínio e Óxido de Zircônio
Caráter covalente predominante: carboneto de silício, nitrero de boro;
Materiais Poliméricos:
Ligação covalente forte na cadeia e ligação secundária nas ligações cruzadas
Materiais Metálicos:
*
*
Os materiais e os tipos de ligações
*
*
Quando um sólido dissolve em água ele se disocia.
*
*
Densidade eletrônica
Considerar os pares de eletrons ligantes e os pares de eletrons não ligantes
*
Outroex.: NH4+
*
*
*
Uma liga metálica é uma mistura com propriedades específicas, que contém ao menos dois elementos metálicos. Exemplos de ligas: bronze (cobre e estanho, podendo conter outros elementos), duraluminio (alumínio e cobre, podendo conter outros elementos), latão (cobre e zinco), aço (ferro, carbono e outros). Aços inoxidáveis contém: cromo, níquel e, em alguns casos, molibdênio, além dos elementos contidos nos aços normais. Conheça as principais características dos metais: Maleabilidade: Capacidade que os metais têm de produzir lâminas e chapas muito finas. Ductibilidade: Se aplicarmos uma pressão adequada em regiões específicas na superfície de um metal, esse pode se transformar em fios e lâminas. Condutibilidade: Os metais são excelentes condutores de corrente elétrica e de calor. Os metais possuem a capacidade de conduzir calor e eletricidade de 10 a 100 vezes mais rápido do que outras substâncias. Exemplos: Os fios de transmissão elétrica são feitos de alumínio ou cobre, panelas que usamos para cozinhar alimentos são feitas de alumínio. Brilho: Os elétrons livres localizados na superfície dos objetos de metal absorvem e irradiam a luz, por isso os objetos metálicos, quando polidos, apresentam um brilho característico.
*
*
*
*