Aula LIGAÇÕES QUÍMICAS

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Ligações QuímicasLigações Químicas
Ligações Iônicas: Compostos Iônicos e PropriedadesLigações Iônicas: Compostos Iônicos e Propriedades
NaCl: Estrutura muito regular na qual cada íon Na+ é circundado por 6 íons Cl‐.
Si il t d í Cl é i d d i í N +
a
l
a
l
Similarmente, cada íon Cl‐ é circundado por seis íons Na+.
G
e
r
a
G
e
r
a
m
i
c
a
m
i
c
a
Q
u
í
m
Q
u
í
m
Há um arranjo regular de Na+ e Cl‐ em 3D.
Os íons são empacotados o mais próximo possível.
Q Q
Os íons são empacotados o mais próximo possível.
CompostosCompostos IônicosIônicos: : SólidosSólidos iônicosiônicos
1
Ligações QuímicasLigações Químicas
Ligações Iônicas: Compostos Iônicos e PropriedadesLigações Iônicas: Compostos Iônicos e Propriedades
‐ Altos Pontos de Fusão;
a
l
a
l
Altos Pontos de Fusão;
‐ Estáveis, mas frágeis diante de 
G
e
r
a
G
e
r
a ação externa;
m
i
c
a
m
i
c
a
Q
u
í
m
Q
u
í
m
Q Q
2
Ligações QuímicasLigações Químicas
Ligações Iônicas: Compostos Iônicos e PropriedadesLigações Iônicas: Compostos Iônicos e Propriedades
Ca3(PO4)2
a
l
a
l
3( 4)2
G
e
r
a
G
e
r
a
m
i
c
a
m
i
c
a
Q
u
í
m
Q
u
í
m
Q Q
3
Ligações QuímicasLigações Químicas
Representação da camada de valência: Símbolos de LewisRepresentação da camada de valência:  Símbolos de Lewis
Lewis, 1916  
a
l
a
l
G
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r
a
G
e
r
a
m
i
c
a
m
i
c
a
Q
u
í
m
Q
u
í
m
Q Q
4
Ligações QuímicasLigações Químicas
Representação da camada de valência: Símbolos de LewisRepresentação da camada de valência:  Símbolos de Lewis
Lewis, 1916  
a
l
a
l
G
e
r
a
G
e
r
a
m
i
c
a
m
i
c
a
Q
u
í
m
Q
u
í
m
Q Q
5
Ligações QuímicasLigações Químicas
Representação da camada de valência: Símbolos de LewisRepresentação da camada de valência:  Símbolos de Lewis
Lewis, 1916
a
l
a
l
Elétrons de valência ao redor dos átomos envolvidos
G
e
r
a
G
e
r
a
m
i
c
a
m
i
c
a
Q
u
í
m
Q
u
í
m
Q Q
6
Ligações QuímicasLigações Químicas
Ligações Covalentes: Par de elétrons compartilhadosLigações Covalentes: Par de elétrons compartilhados
Lewis, 1916
Formação da molécula de H2
a
l
a
l
ç 2
H•+ + H•+
G
e
r
a
G
e
r
a
H H
m
i
c
a
m
i
c
a
Química Quântica, 1920
Q
u
í
m
Q
u
í
m
Q Q
7
Ligações QuímicasLigações Químicas
Previsão da geometria:Previsão da geometria:  
HCl
Cl [Ne] 3s2 3p5  : Total de elétrons na camada de valência =7
a
l
a
l
[ ] p
H 1s1
Cl•
••
H H Cl
G
e
r
a
G
e
r
a Cl•• • •H+ H  Cl
H2O
m
i
c
a
m
i
c
a
H2O
O [He] 2s2 2p4 : Total de elétrons na camada de valência =6
H 1s1
Q
u
í
m
Q
u
í
m
O ••
•• •H
+ O• •
••
•HH• O
• •••
Q Q
•• +
•H
O •• •HH• O  HH
8
Ligações QuímicasLigações Químicas
LigaçõesLigações CovalentesCovalentes:: RepresentaçãoRepresentação dede EstruturasEstruturas de Lewisde LewisLigaçõesLigações CovalentesCovalentes: : RepresentaçãoRepresentação de de EstruturasEstruturas de Lewisde Lewis
CompostosCompostos iônicosiônicos, , íonsíons covalentescovalentes
a
l
a
l
(NH4)2SO4
G
e
r
a
G
e
r
a
m
i
c
a
m
i
c
a
Q
u
í
m
Q
u
í
m Estruturas de ressonância
(NO3)−
Q Q
9
Ligações QuímicasLigações Químicas
Estruturas de ressonância e ligações múltiplasEstruturas de ressonância e ligações múltiplas
C6H6, benzeno
C: 1s2 2s2 2p2
a
l
a
l
p
H: 1s1;
G
e
r
a
G
e
r
a
m
i
c
a
m
i
c
a
Q
u
í
m
Q
u
í
m
Q Q
10
Ligações QuímicasLigações Químicas
LigaçõesLigações CovalentesCovalentes:: EstruturaEstrutura de Lewisde LewisLigaçõesLigações CovalentesCovalentes: : EstruturaEstrutura de Lewisde Lewis
LigaçõesLigações simples e simples e LigaçõesLigações múltiplasmúltiplas
a
l
a
l
1 par de elétrons compartilhado: Ligação simples
2 tilh d Li ã d l
G
e
r
a
G
e
r
a 2 pares compartilhados: Ligação dupla
3 pares compartilhados: Ligação tripla
m
i
c
a
m
i
c
a
Quanto maior a multiplicidade de uma ligação
Q
u
í
m
Q
u
í
m
Quanto maior a multiplicidade de uma ligação, 
mais curta será esta ligação
Q Q
11
Ligações QuímicasLigações Químicas
CorrigindoCorrigindo osos modelosmodelos dede ligaçãoligaçãoCorrigindoCorrigindo osos modelosmodelos de de ligaçãoligação
LigaçõesLigações CovalentesCovalentes: : PolaridadePolaridade e e eletronegatividadeeletronegatividade
LigaçãoLigação CovalenteCovalente Polar e Polar e LigaçãoLigação CovalenteCovalente ApolarApolar
a
l
a
l
Polaridade:  Distribuição de carga elétrica entre os átomos
Exemplo: HCl
G
e
r
a
G
e
r
a
Cl H
m
i
c
a
m
i
c
a
Eletronegatividade: é a habilidade de um átomo de atrair elétrons para si
Q
u
í
m
Q
u
í
m
em certa ligação.
PoderPoder de de atrairatrair
oo elétronelétron..
Q Q
o o elétronelétron. . 
12
Ligações QuímicasLigações Químicas
LigaçõesLigações CovalentesCovalentes:: PolaridadePolaridade ee eletronegatividadeeletronegatividadeLigaçõesLigações CovalentesCovalentes: : PolaridadePolaridade e e eletronegatividadeeletronegatividade
EscalaEscala de Paulingde Pauling
a
l
a
l
G
e
r
a
G
e
r
a
m
i
c
a
m
i
c
a
Q
u
í
m
Q
u
í
m
Q Q
13
Ligações QuímicasLigações Químicas
Ligações Covalentes: Polaridade e eletronegatividadeLigações Covalentes: Polaridade e eletronegatividade
Polaridade e os diversos tipos de moléculas: Caráter covalente. 
a
l
a
l
p
G
e
r
a
G
e
r
a
m
i
c
a
m
i
c
a
HF HCl HBr HI
Q
u
í
m
Q
u
í
m
HF HCl HBr HI
d 0,92Å 1,27Å 1,41Å 1,61Å
∆Eletronegatividade
Q Q
∆Eletronegatividade
1,9 0,9 0,7 0,4
μ(dipolo)
14
μ( p )
1,82 1,08 0,82 0,44
Ligações QuímicasLigações Químicas
Ligações Covalentes: Polaridade e eletronegatividadeLigações Covalentes: Polaridade e eletronegatividade
Polaridade e os diversos tipos de ligação: Caráter covalente
a
l
a
l
p g ç
G
e
r
a
G
e
r
a
m
i
c
a
m
i
c
a
Q
u
í
m
Q
u
í
m
Ligação Covalente Ligação Covalente Ligação Iônica
l l
Q Q
Apolar Polar 
15
Ligações QuímicasLigações Químicas
Ligações Iônicas: PolarizabilidadeLigações Iônicas: Polarizabilidade
É a capacidade de distorção da distribuição de cargas sob a ação de um
a
l
a
l
É a capacidade de distorção da distribuição de cargas sob a ação de um 
campo elétrico externo. 
At ã l t táti
G
e
r
a
G
e
r
a
Cátion ++
Atração eletrostática
m
i
c
a
m
i
c
a
Cátion
polarizante
++
‐‐ â i
Q
u
í
m
Q
u
í
m
ânion
polarizado
Q Q Maior distorção da nuvem = Maior caráter covalente. 
16
Ligações QuímicasLigações Químicas
Ligações covalentes: Carga formalLigações covalentes: Carga formal
Determinação da estrutura de Lewis mais estável
CN−
a
l
a
l
CN
C N
G
e
r
a
G
e
r
a C N
m
i
c
a
m
i
c
a Todos os elétrons não compartilhados(não‐ligantes) são
atribuídos ao átomo no qual estão localizados
Q
u
í
m
Q
u
í
m
atribuídos ao átomo no qual estão localizados.
Metade dos elétrons ligantes é atribuída a cada átomo em uma
Q Q ligação.
17
Ligações QuímicasLigações Químicas
Ligações covalente: Carga formalLigações covalente: Carga formal
P N CN
C N
a
l
a
l
Para o N, no CN
‐ 5 elétrons de valência
‐estrutura de Lewis: 2 elétrons não‐ligantes; 3 da ligação
G
e
r
a
G
e
r
a
g ; g ç
tripla.
5 elétrons no total.
Carga formal: 5 5 = 0
m
i
c
a
m
i
c
a
Carga formal: 5 ‐ 5 = 0.
Para o C,
‐ 4 elétrons de valência
Q
u
í
m
Q
u
í
m
4 elétrons de valência
‐ estrutura de Lewis: 2 elétrons não‐ligantes; 3 da ligação
tripla.
5 lét t t l
Q Q
5 elétrons no total.
Carga formal: 4 ‐ 5 =−1. C N
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Ligações QuímicasLigações Químicas
Ligações covalentesLigações covalentes
Carga formal, Número de oxidação e cargas parciais
N C tô i li õ f tt iô iiô i
a
l
a
l
Nox: Carga atômica se as ligações fossem puramentepuramente iônicasiônicas.  
Nox(H) = +1
Nox (Cl)= ‐1
G
e
r
a
G
e
r
a
Carga Formal: ligações totalmente covalentes
m
i
c
a
m
i
c
a
qf (H) = 0
qf(Cl) = 0 
Q
u
í
m
Q
u
í
m
Nox: SUPERSUPERestima a eletronegatividade
Carga formal: IGNORAIGNORA a eletronegatividade
Q Q Cargas Parciais: Medida da densidade de carga
qp (H) = +0,178
qp (Cl) 0 178
19
qp (Cl) = ‐0,178
Ligações QuímicasLigações Químicas
“R ” d t t I úI ú õ
Existem três classes de exceções à :
“Regra” do octeto: InúmerasInúmeras exceções
a
l
a
l
→→ moléculas com número ímpar de elétrons;
G
e
r
a
G
e
r
a
→→ moléculas nas quais um átomo tem menos de um octeto, ou
seja moléculas deficientes em elétrons;
m
i
c
a
m
i
c
a
seja,moléculas deficientes em elétrons;
→→ moléculas nas quais um átomo tem mais do que oito
Q
u
í
m
Q
u
í
m elétrons, ou seja,moléculas com expansão de octeto.
Q Q
Ex.: Número ímpar de elétrons
20
‐ ClO2, NO (11) e NO2
Ligações QuímicasLigações Químicas
“Regra” do octeto: Inúmeras exceções
Ex.: Deficiência em elétrons
Regra  do octeto: Inúmeras exceções
a
l
a
l
As moléculas com menos de um octeto são típicas para
compostos dos Grupos 1A, 2A, e 3A.
G
e
r
a
G
e
r
a
p p , ,
O exemplo mais típico é o BF3.
Boro: 3e‐
m
i
c
a
m
i
c
a
Fluor: 7e‐
Q
u
í
m
Q
u
í
m
Q Q
21
Ligações QuímicasLigações Químicas
“Regra” do octeto: Inúmeras exceções
M i l d õ
Regra  do octeto: Inúmeras exceções
Ex.:Expansão do octeto
a
l
a
l
Maior classe de exceções.
Os átomos do 3º período em diante podem acomodar
mais de oito elétrons
G
e
r
a
G
e
r
a
mais de oito elétrons.
Além do terceiro período, os orbitais atômicos d tem
energia suficiente para participarem de ligações e receberem a
m
i
c
a
m
i
c
a
densidade eletrônica excedente.
PCl5
Q
u
í
m
Q
u
í
m
Q Q
22