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LIGAÇÕES QUÍMICAS As substâncias são formadas por agrupamentos de átomos e cada agrupamento diferente resulta em propriedades distintas. As propriedades são determinadas pelo tipo de ligação química. Mas, por que os átomos se ligam? O que acontece quando uma ligação química é formada? FORMAÇÃO DA LIGAÇÃO OBJETIVO: adquirir estabilidade COMO: buscando um estado energético menor. Distância entre núcleos Ep (kJ/mol) E ligação IIIIIIIV Situação I: átomos isolados Situação II: átomos se aproximando Situação III: formação da ligação Situação IV: repulsão entre os núcleos Situação I: praticamente não existe uma interação entre eles. Situação II: a medida que se aproximam passam a atuar forças de atração entre o núcleo de um e os elétrons do outro. Situação III: as forças de atração fazem com que os átomos se aproximem cada vez mais, diminuindo a energia do sistema até um valor mínimo – formação da ligação.Equilíbrio de forças de atração e de repulsão. Situação IV: repulsão dos núcleos com aumento da energia e diminuição da estabilidade. FORMAÇÃO DA LIGAÇÃO Toda vez que se forma uma ligação química a energia do sistema diminui. Consequentemente ocorre uma liberação de energia do sistema para a vizinhança. A quantidade de energia liberada é conhecida como energia de ligação. FORMAÇÃO DA LIGAÇÃO TIPOS DE LIGAÇÃO O tipo de ligação será determinada pela diferença de eletronegatividade entre os elementos. 1º CASO:mesma eletronegatividade A ligação é COVALENTE APOLAR: NÃO são formados pólos elétricos. A nuvem eletrônica está uniformemente distribuída entre os dois núcleos. H H 2º CASO:eletronegatividades pouco diferente (<1,7) A ligação é COVALENTE POLAR: SÃO formados pólos elétricos. A nuvem eletrônica NÃO está uniformemente distribuída entre os dois núcleos, ela é mais atraída pelo elemento mais eletronegativo formando um dipolo positivo e um dipolo negativo na molécula. TIPOS DE LIGAÇÃO TIPOS DE LIGAÇÃO 3º CASO:eletronegatividades muito diferente (>1,7) A ligação é IÔNICA: SÃO formados pólos elétricos mais fortes. Os elétrons que formam a ligação se aproximam tanto do elemento mais eletronegativo que praticamente passam a fazer parte dele formando íons. São formados um cátion e um ânion que interagem com outros a sua volta. A atração entre os íons é de natureza eletrostática. Devido a atração são formadas redes cristalinas e não moléculas individuais. Na+ Cl- Na Cl Não existe uma fronteira rígida que permita dizer quando uma ligação é iônica ou covalente polar. Para muitos compostos formados por ligação covalente é correto falar em uma porcentagem de caráter iônico. É o caso por exemplo do HCl, que, quando puro, apresenta-se sob a forma de um gás constituído por moléculas, mas em solução aquosa apresenta-se na forma de íons. TIPOS DE LIGAÇÃO SÓLIDOS COVALENTES Nesses compostos todos os átomos estão ligados por ligações covalentes. Não são formadas moléculas individuais, é como se cada pedaço de uma dessas substâncias fosse uma única e gigantesca molécula. No processo de fusão dessas substâncias, são quebradas ligações covalentes entre os átomos que são muito fortes. Altos pontos de fusão e ebulição. Exemplos:C(grafite e diamante), SiO2 São em geral duras e quebradiças e não conduzem corrente elétrica (exceto a grafite). LIGAÇÃO METÁLICA Nos metais, os átomos estão unidos não aos pares, mas pela atração mútua entre um grande número de núcleos e um grande número de elétrons. Os elétrons do último nível (elétrons de valência) são responsáveis pela formação das ligações. Na camada de valência dos metais apresentam apenas 1, 2 ou 3 elétrons e portanto estão bastante vazias de modo que esses elétrons tem liberdade para mover-se nas camadas de valências de outros átomos. Para qualquer lugar que o elétron se mova, encontra-se sempre entre dois núcleos positivos. O modelo para a ligação metálica é um modelo onde íons positivos distribuídos na rede cristalina, estão imersos em uma nuvem de elétrons que não se encontram firmemente ligados a nenhum núcleo. LIGAÇÃO METÁLICA PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS METÁLICOS: Altos pontos de fusão e ebulição (exceto Hg) Não são solúveis em água, mas podem reagir com a mesma ou com ácidos Arranjo cristalino compacto o que leva a altas densidades As ligações tem a mesma intensidade em todas as direções, sendo assim, podem ser deformados sem que se destrua a rede cristalina sendo, portanto, maleáveis e dúcteis. PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS IÔNICOS: Altos pontos de fusão e ebulição São sólidas na temperatura e pressão ambientes Em geral são solúveis em água, mas nem todos Não conduzem corrente elétrica no estado sólido, somente quando em solução aquosa ou fundidos (íons estão livres para movimentar) As ligações NÃO tem a mesma intensidade em todas as direções. F q1 . q2 d2 PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS COVALENTES:o que explica as propriedades dos compostos covalentes não é a ligação entre os átomos, mas as interações entre as moléculas. TIPOS DE INTERAÇÃO INTERMOLECULAR: Van der Waals: moléculas apolares Dipolo-dipolo:moléculas polares Ligações de Hidrogênio: moléculas polares onde o H está ligado ao F, O, N Força das ligações: L.Hidrogênio > dipolo-dipolo > Van der Waals PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS OUTROS FATORES QUE INFLUENCIAM MASSA MOLAR: quanto maior a massa molar, maiores os pontos de fusão e ebulição. -210 -160 -110 -60 -10 40 90 140 0 50 100 150 200 250 F2 Cl2 I2 Br2 Massa molar Temperatura (oC) PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS OUTROS FATORES QUE INFLUENCIAM SUPERFICIE DE CONTATO: quanto maior a superficie de contanto (menor número de ramificações) maior o ponto de ebulição.