4. Ligação iônica

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INTRODUÇÃO E CIÊNCIA 
EM ENGENHARIA DE 
MATERIAIS 
PROFA. ANA CANDIDA 
1
 
LIGAÇÕES QUÍMICAS 
(LIGAÇÕES ATÔMICAS) 
Ligações químicas: 
 
Ligações primárias transferências ou compartilhamento 
 (ligações fortes) de e¯ 
 
o Iônica 
o Covalentes 
o Metálica 
 
Ligações secundárias entre átomos entre os quais não 
(ligações fracas) há transferência ou 
_____________ compartilhamento de e¯ 
 2
 
LIGAÇÃO IÔNICAS 
 Ligação Iônica: Ocorre quando um elemento com energia de 
ionização baixa se combina com um elemento de alta afinidade 
eletrônica. 
 
EX: Na(g) + 5,14 e V Na+ + e¯ (energia de ionização) 
 
Cl(g) + e¯ Cl¯ + 3,61 eV (afinidade eletrônica) 
 
Na+ + Cl¯ NaCl + 7,95 eV (energia de coesão) 
 
 Balanço energético: 
 7,95 + 3,61 - 5,14 + = 6,42 eV 
3
 
LIGAÇÃO IÔNICAS 
 
 
 
Energia de Ionização (eV) Afinidade Eletrônica (eV) 
H 13,6 H 0,75 
Li 5,4 Li 0,62 
C 11,3 C 1,27 
O 13,6 O 1,46 
Na 5,1 Na 0,55 
Mg 7,6 Al 0,46 
Cl 13,0 Cl 3,61 
K 4,3 K 0,50 
Br 11,8 Br 3,36 
Si 1,39 
F 3,40 
I 3,06 
4
 
LIGAÇÃO IÔNICAS 
 
 
11Na : 1s²2s²2p
63s1 Na+ (config. e¯ Ne) 
 e¯ 
17Na : 1s²2s²2p
63s13p5 Cl¯ (config. e¯ Ar) 
 
 
“Transferência” de elétrons 
5
 
6
 
Raio atômico sódio: 
0,181 nm 
Raio atômico cloro: 
0,099 nm 
Raio iônico Na+: 
0,102 nm 
Raio iônico Cl-: 
0,181nm 
7
 
Ciclo de Habern-Born 
FORÇAS DE ATRAÇÃO 
ENTRE DOIS ÍONS 
ko 
ko = 1/4 pe0 
FORÇAS DE REPULSÃO 
ENTRE DOIS ÍONS 
9
 
 FORÇAS DE ATRAÇÃO E REPULSÃO 
ENTRE DOIS ÍONS 
2.8 (a) A dependência das 
forças repulsiva, atrativa e 
resultante em relação à 
separação interatômica para 
dois átomos isolados (b) A 
dependência das energias 
repulsiva, atrativa e resultante 
em relação à separação 
interatômica para dois átomos 
isolados. 1
0
 
FORÇA RESULTANTE 
1
1
 
FORÇA RESULTANTE 
P. F. e P. E. Relacionados a E0 
 
SÓLIDOS Altos valores de E0 
 
GASES Baixos E0 
 
LÍQUIDOS Valores intermediários de E0 
 
1
2
 
1
3
 
1
4
 
1
5
 
1
6
 
1
7
 
PROPRIEDADES DAS LIGAÇÕES 
IÔNICAS 
• Ligação não direcional 
• Energia de ligação – 600 a 1500 kJ/mol 
• P. F. e P. E. elevados 
• Encontrada em compostos com elementos metálicos e 
não metálicos 
• Ligação predominante em materiais cerâmicos 
 
 Compostos com ligações iônicas: 
• Não são bons condutores eletrônicos térmicos 
• Isolantes 
• São duros e quebradiços 
1
8
 
PROPRIEDADES DAS LIGAÇÕES 
IÔNICAS 
Na 
+ 
 
Na 
+ 
 
Na 
+ 
 
Na 
+ 
 
Na 
+ 
 
Na 
+ 
 
Na 
+ 
 
Na 
+ 
 
Na 
+ 
 
Na 
+ 
 
Cl- 
 
Cl- 
 
Cl- 
 
Cl- 
 
Cl- 
 
Cl- 
 
Cl- 
 
Cl- 
 
Cl- 
 
Cl- 
 
Força de atração 
coulombiana não 
direcional 
(Atração eletrostática 
é independente da 
orientação das 
cargas) 
1
9
 
Sólidos iônicos Energia de rede de 
ligação KJ/mol 
Ponto de fusão (°C) 
 LiCl 829 613 
NaCl 766 801 
KCl 686 776 
RbCl 670 715 
CsCl 649 646 
MgO 3932 2800 
CaO 3583 2580 
SrO 3311 2430 
BaO 3127 1923 
2
0
 
• Aumento do tamanho do íon diminui energia de 
ligação 
 
• (Nos íons maiores os e¯ responsáveis pelas ligações 
químicas se encontram mais distantes do núcleo e sofrem 
menos a sua influência) 
 
• Quanto maior a VALÊNCIA dos íons, maior a sua energia 
de ligação. 
 
2
1
 
Porcentagem de caráter iônico: 
% c. i. = 1–e-0,25(xA
-x
B
)2 x 100 
XA Eletronegatividade de A e B 
XB 
 
Elemento Eletronegatividade Diferença 
eletronegatividade 
% C.I. 
Na 
Cl 
0,9 
3,0 
2,1 
Mg 
O 
1,2 
3,5 
2,3 
Na 
F 
0,9 
4,0 
3,1 
Si 
O 
1,8 
3,5 
1,7 
67% 
74% 
91% 
51% 
2
2
 
% C.I. = 0 Ligação Covalente não polar 
% C.I. De 0,5 – 4,7 Ligação Covalente polar 
% C.I. 51 – 92 Ligação iônica 
 
Átomos com eletronegatividade próximas Ligação Covalente 
Átomos com eletronegatividade diferentes Ligação Iônica 
 
SiO₂, MgO – Compostos Iono-Covalentes 
 
2
3
 
2
4
 
2
5
 
2
6
 
2
7