(20171022195235)Ligações engenharia reformulado

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Professora: Paula Paganini 
 
 
 
Faculdade Pitágoras 
 Diversas propriedades dos materiais dependem do arranjo 
de seus átomos e das ligações entres os mesmos. 
 
 Por que os átomos formam ligações químicas? 
 átomos ligados são mais estáveis. 
 átomos ligados exibem diminuição da energia potencial. 
 formação de ligações depende da reatividade química dos 
átomos envolvidos ⇒ constituição da última camada. 
 elétrons mais externos são os que participam das ligações. 
Ligação Química 
Elétrons de Valência 
Os elétrons de um átomo podem ser divididos em dois 
grupos: elétrons de valência e elétrons das camadas 
internas. 
Os elétrons de valência são aqueles da camada mais 
externa de um átomo. 
Os elétrons restantes, elétrons das camadas internas, não 
estão envolvidos no comportamento químico. 
Elemento Grupo Elétrons 
internos 
Elétrons 
de 
Valência 
Configuração 
Total 
Na 1 1s22s22p6 
= [Ne] 
3s1 [Ne]3s1 
Si 14 1s22s22p6 
= [Ne] 
3s23p2 [Ne] 3s23p2 
Elétrons de Valência e de camadas 
Internas 
Introduziu uma madeira útil para 
descrever os elétrons na camada de 
valência de um átomo. 
Os elétrons de valência são representados por pontos, 
colocados um de cada vez, ao redor do símbolo do 
elemento. 
Símbolos de Lewis para os átomos 
Símbolos de Lewis para os átomos 
Ligação Iônica – Modelo baseado 
na regra do octeto 
Regra do octeto: Os átomos tendem a adquirir a 
configuração eletrônica de um gás nobre, perdendo ou 
ganhando elétrons. 
Distribuição Eletrônica dos Gases Nobres 
Gás Nobre No 
Atômico 
Distribuição dos Elétrons por Camadas 
1º 2º 3º 4º 5º 6o 
Hélio (He) 2 2 
Neônio (Ne) 10 2 8 
Argônio (Ar) 18 2 8 8 
Criptônio (Kr) 36 2 8 18 8 
Xenônio (Xe) 54 2 8 18 18 8 
Radônio (Rn) 86 2 8 18 32 18 8 
A ligação iônica se daria pela transferência de elétron(s) do 
átomo com maior tendência a doar elétrons para o átomo 
com maior tendência a receber elétrons. 
Ocorre atração eletrostática entre os cátions e ânions 
resultantes dessa transferência de elétrons. 
Ligação Iônica – Modelo baseado 
na regra do octeto 
Porém é muito comum que elementos de transição não 
sigam a regra do octeto. 
Ligação Iônica – Modelo baseado 
na regra do octeto 
Compostos Iônicos 
Nesse modelo a estabilidade de um sólido iônico 
é vista como sendo proveniente do abaixamento 
de energia resultante da interação entre os íons 
presentes no sólido. 
Ligação Iônica – Modelo 
eletrostático 
Na(s) + ½ Cl2(g) → NaCl(s) 
 
Ligação Iônica – Propriedades dos 
compostos Iônicos 
Os compostos formados por ligações iônicas tem altas 
temperaturas de fusão e ebulição e, 
conseqüentemente, são encontrados na natureza no 
estado físico sólido. 
Substância Temperatura 
de fusão (oC) 
Temperatura de 
ebulição (oC) 
NaCl 801 1465 
KF 846 1500 
CaF2 1360 --- 
NaI 660 1304 
Ligação Iônica – Propriedades dos 
compostos Iônicos 
Os sólidos formados por ligações iônicas são 
quebradiços. 
Ligação Iônica – Propriedades dos 
compostos Iônicos 
Os compostos iônicos em geral são solúveis em 
solventes polares como a água. 
NaCl sólido NaCl dissolvido em água 
Ligação Iônica – Propriedades dos 
compostos Iônicos 
Compostos iônicos não conduzem bem corrente 
elétrica no estado sólido, mas conduzem quando 
dissolvidos em água ou quando estado físico liquido. 
Ligação Metálica 
A ligação metálica ocorre pela atração mutua entre um 
grande número de núcleos e elétrons. 
Esquema de formação de formação 
da ligação metálica. 
Modelo do “mar de elétrons livres” 
Ligação Metálica – propriedades 
dos substâncias metálicas 
Compostos metálicos conduzem corrente elétrica em 
qualquer estado físico → existência de elétrons livres. 
Os compostos metálicos geralmente tem alta 
temperatura de fusão e ebulição, sendo encontrados 
no estado sólido em condições normais de 
temperatura e pressão. 
Exceção: Mercúrio (Hg) que é encontrado como 
líquido. 
Ligação Metálica – propriedades 
dos substâncias metálicas 
Compostos metálicos são facilmente deformados sem 
que sua estrutura seja destruída. 
(UFMG2005). Nas figuras I e II, estão representados dois sólidos 
cristalinos, sem defeitos, que exibem dois tipos diferentes de ligação 
química: 
 
Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que 
 
A) a Figura II corresponde a um sólido condutor de eletricidade. 
B) a Figura I corresponde a um sólido condutor de eletricidade. 
C) a Figura I corresponde a um material que, no estado líquido, é um 
isolante elétrico. 
D) a Figura II corresponde a um material que, no estado líquido, é um 
isolante elétrico. 
 
Ligação Covalente – Modelo 
baseado na regra do octeto 
Em um composto covalente cada átomo tende adquirir 
o octeto através do compartilhamento de elétrons. 
Verifica-se nas estruturas de Lewis a existência de 
pares de elétrons ligantes e não ligantes. 
Ligação Covalente – Estruturas de 
Lewis 
Exceções a regra do octeto 
Compostos Covalentes 
 Eletronegatividade: capacidade de atração dos elétrons 
exercido por um átomo que participa de uma ligação. 
Figure 09.11ab 
Figure 09.12ab 
Ligação Covalente – Estabilidade 
A estabilidade de uma ligação covalente pode ser 
explicada de maneira simplificada pelo aumento da 
densidade eletrônica na região internuclear devido ao 
compartilhamento de elétrons. 
Ligação Covalente – Estabilidade 
Ligação Covalente - Polaridade 
Moléculas diatômicas formadas por um só elemento 
são apolares, pois os dois átomos presentes na 
molécula tem a mesma eletronegatividade. 
Modelo de uma molécula diatômica 
apolar 
Moléculas diatômicas formadas por elementos 
diferentes são polares. A nuvem eletrônica se desloca 
no sentido do átomo mais eletronegativo. 
Modelo de uma molécula diatômica 
polar 
Ligação Covalente - Polaridade 
Para prever se uma molécula poliatômica é polar ou 
apolar é necessário levar em consideração questões 
geométricas. 
Compostos moleculares - Ligação 
Intermoleculares 
1. Ligação Dipolo permanente – Dipolo permanente: 
Ocorre entre moléculas polares. 
Compostos moleculares - Ligação 
Intermoleculares 
2. Ligação de Hidrogênio: Pode ser considerada uma 
ligação do tipo dipolo permanente – dipolo 
permanente de maior intensidade. Ocorre na 
interação entre moléculas que possuem átomo de H 
(eletronegatividade baixíssima) ligado a F, O, N 
(eletronegatividade altíssima). 
Compostos moléculares - Ligação 
Intermoleculares 
3. Ligação Dipolo Instantâneo – Dipolo Induzido: 
Ocorre em todos os tipos de moléculas, mas é a única 
que ocorre em moléculas apolares. 
A 
Molécula 
apolar 
Dipolo 
instantâneo 
+ - 
- 
Dipolo 
instantâneo 
B 
Molécula 
apolar 
+ 
+ - - - 
Dipolo 
induzido 
A A B 
Dipolo 
instantâneo 
Propriedades dos compostos 
moleculares – TF e TE 
Ao se comparar a temperatura de fusão ou ebulição 
de substâncias cujas as moléculas realizam o(s) 
mesmo(s) tipo(s) de ligação(es), espera-se que as 
substâncias constituídas por moléculas maiores ou de 
maiores massas tenham as maiores temperatura de 
fusão ou ebulição. 
Substância Massa Molar 
(g/mol) 
Temperatura 
de fusão (oC) 
Temperatura de 
ebulição (oC) 
Estado físico 
a 25oC e 1atm 
F2 38,0 -219 -188 Gasoso 
Cl2 71,0 -101 -34 Gasoso 
Br2 159,8 -7,2 59 Líquido 
I2 253,8 114 184 Sólido 
Propriedades dos compostos 
moleculares – TF eTE 
Ao se comparar substâncias cujas as moléculas tem 
massas similares, a diferença nas temperaturas de 
fusão e ebulição podem se explicadas pelo tipo mais 
forte de ligação intermolecular que há entre as 
moléculas de cada composto. 
Substância 
Formula 
Estrutural 
Massa 
Molar 
(g/mol) 
Tipo mais forte de ligação 
intermolecular 
Temperatura 
de ebulição 
(oC) 
propano CH3CH2CH3 44 
Dipolo instantâneo – Dipolo 
instantâneo 
- 42 
Éter 
dimetílico 
CH3OCH3 46 
Dipolo Permanente – Dipolo 
Permanente 
- 25 
etanol CH3CH2OH 46 Ligação de H 78 
Propriedades dos compostos 
moleculares – TF e TE 
Ao se comparar substâncias cujas as moléculas tem 
massas similares e realizam o(s) mesmo(s) tipo(s) de 
ligação(es) intermolecular(es), a diferença nas 
temperaturas de fusão e ebulição podem se 
explicadas pela geometria das moléculas 
Pentano, C5H12, 
massa molar = 
72g/mol e PE = 
36oC 
Dimetil-propano, 
C5H12, massa 
molar = 72g/mol e 
PE = 9oC 
Propriedades dos compostos 
moleculares – Solubilidade 
Compostos moleculares polares geralmente se 
dissolvem melhor em solventes polares. 
Compostos moleculares apolares geralmente se 
dissolvem melhor em solventes apolares. 
Óleo (apolar) 
Água (polar) 
Propriedades dos compostos 
Covalentes 
Compostos Covalentes são formados por inúmeras 
ligações covalentes entre átomos, suas estruturas 
podem ser comparadas “molécula gingatesca”. 
Compostos Covalentes tem alta temperatura de fusão 
e ebulição e são muito duros. 
(UFMG-1997)A curva abaixo mostra a variação da energia potencial 
Ep em função da distância entre os átomos, durante a formação da 
molécula H2 a partir de dois átomos de hidrogênio, inicialmente a uma 
distância infinita um do outro. 
Em relação às informações obtidas da análise do gráfico, assinale a 
afirmativa FALSA. 
A) A energia potencial diminui na formação da ligação química. 
B) A quebra da ligação H-H consome 458 kJ/mol. 
C) O comprimento de ligação da molécula H2 é de 7,40 x 10-11m. 
D) Os átomos separados por uma distância infinita se atraem 
mutuamente. 
(UFMG-1997) Foram apresentadas a um estudante fórmulas de quatro 
pares de substâncias. Pediu-se a ele que, considerando os modelos de 
ligações químicas e interações intermoleculares apropriados a cada 
caso, indicasse em cada par, a substância que tivesse a temperatura 
de fusão mais baixa. O estudante propôs o seguinte: 
A alternativa que apresenta o número de previsões corretas feitas pelo 
estudante é: 
 
a) Nenhuma 
b) Duas 
c) Três 
d) Quatro 
 
Pares de 
substâncias 
Substância de temperatura de fusão 
mais baixa 
CH4 ; CH3OH CH4 
NaCl ; HCl NaCl 
SiO2 ; H2O SiO2 
I2 ; Fe I2 
(UFMG-1999). Dos modelos abaixo, indique qual melhor 
representa o sal de cozinha (NaCl) dissolvido em água 
(H2O). 
Bibliografia 
• Eduardo Fleury Mortimer e Andrea Horta Machado. 
Química. Editora Scipione, São Paulo-SP, 2008, vol. único. 
• Paula Cristina Cardoso Mendonça. Ligando as ideias do 
alunos a ciência escolar: Análise do ensino de ligação 
iônica por modelagem. Dissertação de mestrado 
FAE/UFMG, 2008. 
• Haroldo Barros. Química Inorgânica: Uma Introdução. 
Belo Horizonte-MG, 1992. 
• Lilavate Izapovitz Romanelli e Rosária da Silva Justi. 
Aprendendo Química. Editora Unijuí, Ijuí-RS, 1998. 
• KOTZ, J. C. TREICHEL, P. M. WEAVER, G.C. Química 
Geral e reações químicas. Cengage learning. 6ed.