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Ligações Químicas 1 2 Ligações Químicas Ligações Químicas Primárias Iônica Metálica Covalente Interatômicas Intermoleculares Ligações Químicas Secundárias (interações de van der Waals) Dipolo induzido – dipolo induzido Dipolo – dipolo induzido Dipolo – dipolo Íon – dipolo Fonte: http://www.exitorio.com.br/exitonoticias/ntc9085,alimentacao- saudavel-pode-diminuir-hipertensao-arterial.html Sal de cozinha Fonte: http://cabelosderainha.com.br/cabelo-macio-e-brilhante-com- hidratacao-de-acucar/ Açúcar refinado Ligações Químicas NaCl Cloreto de sódio C12H22O11 Sacarose Na+ Cl- Substâncias brancas cristalinas Ligação iônica Ligação covalente Propriedades das substâncias 3 Matéria Átomos Ligações químicas Por que alguns átomos se ligam de maneira espontânea? A ligação química traz estabilidade Gases nobres 2He: 1s 2 10Ne: 1s 2 2s2 2p6 8 elétrons na camada de valência 2 elétrons na camada de valência s Totalmente preenchida Grande estabilidade 4 5 Outros elementos Não são estáveis sozinhos e tendem a fazer ligações para completar os 8 elétrons na camada de valência. Regra do Octeto Fonte: http://quimichristian.blogspot.com.br/2013/08/ligacoes- quimicas-so-os-fortes-entendem.html 2He: 1s 2 9F: 1s 2 2s2 2p5 7e- c.v. Tende a ganhar um e- para completar o octeto Os átomos tendem a ganhar, perder ou compartilhar elétrons até que eles estejam circundados por oito elétrons de valência. Subníveis s e p completos Cuidado: regra do octeto não é uma lei natural. Por exemplo, os metais de transição não adquirem configuração de gases nobres em seu compostos. Metais Não-metais Tendem a perder elétrons para formar íons positivos (cátions) Tendem a ganhar elétrons para formar íons negativos (ânions) Eletropositividade Eletronegatividade 6 O que determina o tipo de ligação em cada substância? Estruturas eletrônicas dos átomos envolvidos. 7 Ligação metálica: metal + metal Ligação iônica: metal + não-metal metal + hidrogênio Ligação covalente: não-metal + não-metal não-metal + hidrogênio Diferentes tipos de ligação diferentes maneiras de se alcançar a estabilidade Ligações químicas Normalmente Diferença de eletronegatividade dos elementos Eletronegatividade Tendência que o elemento tem de atrair elétrons para si em uma ligação química 8 Ligação iônica Metal Não-metal + Interação eletrostática entre íons de cargas opostas Metal Não-metal 1, 2 ou 3 elétrons na camada de valência (1A, 2A e 3A) Metais de transição normalmente 5, 6 e 7 elétrons na camada de valência (5A, 6A e 7A) Doar elétrons Receber elétrons Íons positivos: cátions Íons negativos: ânions NaCl 11Na: 1s 2 2s2 2p6 3s1 17Cl: 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p5 Metal H + ou Na+ Cl - Na + Cl Na+ + [ Cl ]- 9 Ligação iônica 3Li 12Mg 13Al Metais de elementos representativos 1A 2A 3A Metais de transição Ex: 26Fe 29Cu 22Ti Ao formar íons, os metais de transição perdem primeiro seus elétrons do subnível de valência s, em seguida, tantos elétrons do subnível d quanto necessários para atingir a carga do íon. Hidrogênio 1H H+ Ametais: 5A 6A 7A N3- O2- F- ânions Formados por íons: cátions e ânions 10 Ligação iônica Substâncias ou Compostos Iônicos LiH KH CaH2 NaCl KBr CaSO4 Mg3(PO4)2 NaHCO3 Al(OH)3 Zn(OH)2 Ba(OH)2 CaO Na2O CuO Cu2O Sais Hidróxidos (bases) Óxidos básicos Hidretos metálicos Íons poliatômicos: SO4 2- PO4 3- OH- HCO3 - NH4 + Sulfato de sódio Hidróxido de sódio ? Dois ou mais átomos estão ligados predominantemente por ligações covalentes formando um grupo estável que possui carga positiva ou negativa. 11 Ligação iônica Fórmula de um composto iônico: mostra a proporção entre as cargas NaCl + - Cátions estão ligados a um número determinado de ânions. Ânions estão ligados a um número determinado de cátions. Arranjo tridimensional + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - Retículo Cristalino Uma das propriedades mais importantes dos compostos iônicos Ligação não-direcional Todos os íons positivos têm como vizinhos mais próximos íons negativos, sendo as forças das ligações iguais em todas as direções. Cl- Na+ 12 Ligação iônica + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - Retículo Cristalino Propriedades PF elevado: estado sólido Para separar um cátion de um ânion é necessário quebrar todas as ligações. Muita energia! Solubilidade em água: alguns compostos iônicos são solúveis em água Maneira de quebrar a ligação mais facilmente é solubilizar esses compostos em solvente polar. + - + + - - + - + + - - H2O - + solvatação Estado aquoso: NaCl (aq) 13 Ligação iônica + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - Retículo Cristalino Propriedades Condução de corrente elétrica No estado líquido ou em solução conduzem corrente elétrica. Íons livres! No estado sólido não conduzem. Clivagem: “quebradiços” Rompimento das ligações de modo que um determinado plano se deslize sobre o outro. Distorção do retículo cristalino. Cargas: Formam lascas. + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - 14 Ligação iônica Compostos iônicos diferentes: retículos cristalinos podem ser diferentes. Clivagem diferente. A2B AB Retículo cristalino e proporção dos íons. AB2 15 Ligação iônica 16 Ligação metálica Metal + Interação eletrostática entre os elétrons e os cátions dos metais Metal normalmente 1, 2 ou 3 elétrons na camada de valência (1A, 2A e 3A) Metais de transição Doar elétrons Íons positivos: cátions 11Na: 1s 2 2s2 2p6 3s1 26Fe: 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 Metal 17 Ligação metálica + + + + + + + + + Li, Na, K,..... + + + + + + + + + + + + + + + + + + Mg, Ca, Sr,..... Elétrons livres Modelo de mar de elétrons O metal é visualizado como uma rede de cátions metálicos em um “mar” de elétrons de valência. - uniformemente distribuídos pela estrutura; - são móveis, podem fluir pelo metal; - nenhum elétron individual está confinado a qualquer íon metálico específico. Ligação não-direcional Elétrons: 18 Ligação metálica Substâncias ou Compostos Metálicos • Brilho metálico/cor • Condutibilidade elétrica e térmica • Maleabilidade • Elasticidade • Ductilidade • Plasticidade • Insolubilidade • PF geralmente alto (exceto Hg) • Densidade elevada Capacidade de se transformar em lâminas Permite ser deformado e voltar a forma original Capacidade de se transformar em fios Deforma sem se romper Elétrons livres Intensidade da ligação metálica Fonte: http://www.e-agps.info/angelus/cap4/empacotamento.htm19 1) A fórmula do composto formado, quando átomos do elemento genérico M, que forma cátions trivalentes, ligam-se com átomos do elemento Y, pertencentes à família dos calcogênios, é: a) M3Y2 b) M2Y3 c) MY3 d) M3Y e) M2Y 2) Dos compostos abaixo, qual não realiza ligação iônica? a) NaCl b) MgCl2 c) CaO d) HCl e) Na2O Exercícios 20 3) (FATEC-SP) A propriedade que pode ser atribuída à maioria dos compostos iônicos (isto é, aos compostos caracterizados predominantemente por ligações iônicas entre as partículas) é: a) dissolvidos em água, formam soluções ácidas. b) dissolvem-se bem em gasolina, diminuindo sua octanagem. c) fundidos (isto é, no estado líquido), conduzem corrente elétrica. d) possuem baixos pontos de fusão e ebulição. e) são moles, quebradiços e cristalinos. 4) (Covest-2004) Um composto iônico é geralmente formado a partir de elementos que possuem: a) energias de ionização muito distintas entre si. b) elevadas energias de ionização. c) raios atômicos semelhantes. d) elevadas afinidades eletrônicas. e) massas atômicas elevadas. Exercícios 21 5) Sobre o composto formado pela combinação do elemento X (Z = 20) com o elemento Y (Z = 9), marque verdadeiro ou falso: ( ) É um composto iônico. ( ) Tem fórmula XY2 ( ) Possui cátion X2+ ( ) O ânion presente foi originado pelo átomo de X. ( ) Apresenta fórmula XY. 6) Em relação ao composto MgO, analise as afirmativas: I. A ligação entre o magnésio e o oxigênio se dá por transferência de elétrons, sendo classificada como ligação iônica. II. Os átomos não alcançaram a configuração do gás nobre após a ligação. III. Após a ligação entre os átomos de magnésio e oxigênio, há formação de um cátion Mg2+ e um ânion O2– . Dados: Mg (Z = 12); O (Z = 8) Está(ao) correta(s) apenas: a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) I e III. Exercícios 22 Compostos iônicos Rede cristalina Elevado ponto de fusão Duros, mas quebradiços (clivagem) Se dissociam em água (ou outro solvente polar) quando solúveis Conduzem corrente elétrica quando fundidos ou em solução Compostos metálicos Mar de elétrons Elétrons confinados ao metal por meio de atrações eletrostáticas aos cátions (elétrons livres) Elevado ponto de fusão (exceto Hg) Conduzem corrente elétrica Brilho, maleabilidade, plasticidade, ductilidade Alta densidade 23 Ligação covalente Não-metal normalmente 5, 6 e 7 elétrons na camada de valência (5A, 6A e 7A) Receber elétrons Íons negativos: ânions Não-metal + Compartilhamento de elétrons Não-metal H + Não-metal ou Cl2 CH4 NO2 O2 CO2 SO2 N2 H2O HCl C6H12O6 C12H22O11 C2H6O CH2O diamante grafite H2SO4 Exemplos: Regra do octeto Ligação Estabilidade 24 Ligação covalente Ligação covalente Substâncias ou compostos covalentes Substâncias ou compostos moleculares Substâncias covalentes Altas temperaturas de fusão e ebulição Não formam moléculas São insolúveis em água ou qualquer outro solvente Em geral, não conduzem corrente elétrica (exceto grafite) Elétrons livres 25 Substâncias covalentes Ligação covalente Grafite Diamante Sílica Fonte: http://www.infopedia.pt/$grafite Fonte: http://educacao.uol.com.br/disciplinas/quimica/alotropia- oxigenio-e-ozonio-grafite-e-diamante-etc.htm Fonte: http://slideplayer.com.br/slide/380559/ Alótropos do Carbono Mesma composição, estrutura diferente. Propriedades da matéria Ausência de padrão de cristalização 26 Ligação covalente Substâncias moleculares Baixas temperaturas de fusão e ebulição Podem ser sólidos, líquidos ou gasosos Solubilidade em água depende da polaridade Normalmente não conduzem corrente elétrica Formadas por moléculas H2O H2O O H H Fórmula de Lewis Fórmula estrutural Fórmula molecular H2 HCl C12H22O11 C6H6O N2 Exemplos: O H H *Ácidos conduzem corrente elétrica 27 Ligação covalente Substâncias moleculares Sólidos moleculares São pouco duros. São muito quebradiços. Não se deformam, nem se laminam. Apresentam pontos de fusão e de ebulição baixos. São geralmente maus condutores de corrente elétrica. C12H22O11 H2O(s) Fonte: http://www.infoescola.com/elementos-quimicos/iodo/ I2(s) Fonte: http://cabelosderainha.com.br/cabelo-macio-e-brilhante- com-hidratacao-de-acucar/ 28 Ligação covalente Mas como a ligação covalente pode acontecer se os elétrons se repelem assim como núcleos também se repelem ? H H Elétrons se repelem Núcleos se repelem H tende a receber um elétron H H Atração dos núcleos pelos elétrons Para que a molécula exista as forças atrativas devem ser maiores que as forças repulsivas “O par de elétrons compartilhado em qualquer ligação covalente atua como uma espécie de cola para unir os átomos.” BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2005. H H H H Densidade eletrônica Ligação direcional 29 Símbolos de Lewis Ligação covalente 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A ns1 ns2 ns2 np1 ns2 np2 ns2 np3 ns2 np4 ns2 np5 ns2 np6 H Be B C F He O N 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A Desenhe os símbolos de Lewis para os elementos: P Se Cl Kr Na Ca Al Si ? 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A Ligação simples 30 Ligação covalente NH3 H2O ? CH4 H H H Cl Cl Cl Fórmula de Lewis Fórmula estrutural Fórmula molecular H H H Cl Cl Cl H H H Cl Cl Cl H2 HCl Cl2 Pares ligados Pares isolados Octeto de elétrons ao redor do átomo 31 Ligação dupla Ligação covalente Fórmula de Lewis Fórmula estrutural Fórmula molecular O O O O O2 O O C O C O CO2 ? CH2O O O O O C 32 Ligação tripla Ligação covalente ? HCN C2H2 Fórmula de Lewis Fórmula estrutural Fórmula molecular N N N N2 N N N 33 Ligação coordenada Ligação covalente O átomo, que já completou seu octeto e que ainda possui pares de elétrons sem compartilhar na camada de valência, pode usar estes pares de elétrons na ligação com outros elementos que não tenham completado o octeto. Esses pares passam a pertencer a ambos os átomos. Não é doação É compartilhamento Ligação coordenada S O O Dióxido de enxofre Fórmula molecular Fórmula estrutural Fórmula de Lewis S O O S O O SO2 S O O 34 Ligação coordenada Ligação covalente Por que o par de elétrons do oxigênio não faz ligação coordenada com outro oxigênio ? Trióxido de enxofre Fórmula molecular Fórmula estrutural Fórmula de Lewis S O O S O O SO3 O O S O O O S O O O A ligação é mais estável quanto maior a diferença de eletronegatividade entre os átomos. 35 Deficiência em elétrons Ligação covalente Exemplos: Boro e Berílio 5B (Boro)4Be (Berílio) Compostos em que um átomo possui menos de oito elétrons de valência BF3 BeH2 Exceções à regra do octeto Pode fazer ligações covalentes Berílio: pequeno raio atômico, elevada energia de ionização e baixa afinidade eletrônica 36 Expansão do octeto Ligação covalente Compostos em que um átomo possui mais de oito elétrons de valência Maior classe de exceções Acontece somente com elementos do 3º período em diante Normalmente o átomo central está ligado a átomos pequenos como o flúor, o cloro ou o oxigênio. Presença de orbitais d PF5 NF5 NF3 Não é conhecido! 37 Ligação covalente Exceções à regra do octeto Número ímpar de elétrons NO O completo emparelhamento é impossível N O Exemplos: (Óxido nítrico) NO 5 + 6 = 11 elétrons N O Estável com número ímpar de elétrons. N O 38 Ligação covalente Ligação Covalente Polar Ligação Covalente Apolar Átomos com diferentes eletronegatividades Átomos diferentes Ex: HBr Átomos com eletronegatividades iguais Átomos iguais Ex: H2 Nuvem eletrônica polarizada Lado do átomo mais eletronegativo Quanto maior a diferença de eletronegatividade maior a polaridade da ligação Ex: CH4 H H C H H Ex: HF Ex: CO2 O = C = O H Br δ- δ+ H H Nuvem eletrônica não-polarizada Ex: O2, N2, Cl2 Ex: alótropos carbono (diamante, grafite, fulereno) Polaridade da ligação e eletronegatividade 39 Fonte: http://slideplayer.com.br/slide/364654/ Ligação covalente Eletronegatividade 40 Átomos com diferentes eletronegatividades Ligação iônica Ligação covalente polar Ligação covalente Átomos com eletronegatividades iguais Ligação covalente apolar Eletronegatividade: estima se determinada ligação será iônica, covalente polar ou covalente apolar F2 HF LiF 4,0 – 4,0 = 0 4,0 – 2,1 = 1,9 4,0 – 1,0 = 3,0 Ligação covalente apolar Ligação covalente polar Ligação iônica Composto Diferença de eletronegatividade Tipo de ligação “Quanto maior a diferença de eletronegatividade entre os átomos, mais polares serão suas ligações.” 41 Ligação covalente Momento de dipolo Eletronegatividades Cl = 3,0 H = 2,1 “Sempre que duas cargas de mesma magnitude mas de sinais contrários são separadas por uma distância, estabelece-se um dipolo.” O momento de dipolo, denominado μ, é a medida quantitativa da magnitude de um dipolo. Composto Comprimento de ligação (Å) Diferença de eletronegatividade Momento de dipolo (D) HF 0,92 1,9 1,82 HCl 1,27 0,9 1,08 HBr 1,41 0,7 0,82 HI 1,61 0,4 0,44 Haletos de Hidrogênio BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2005. 42 Ligação covalente Polaridade das moléculas (momento de dipolo) Polaridade da ligação covalente Geometria da moléculas Polaridade da ligação Eletronegatividade Ligação covalente Polar Apolar Molécula Polar Apolar Eletronegatividade Polaridade da ligação covalente Geometria da moléculas 7) O que é uma ligação covalente? Dê três exemplos de ligação covalente. Uma substância XY, formada a partir de dois elementos diferentes, entra em ebulição a -33ºC. É mais provável que XY seja uma substância com ligação covalente ou iônica? 43 Exercícios 8) (UFPE-PE) As ligações químicas nas substâncias K(s), HCl(g), KCl (s) e Cl2(g) a) metálica, covalente polar, iônica, covalente apolar. b) iônica, covalente polar, metálica, covalente apolar. c) covalente apolar, covalente polar, metálica, covalente apolar. d) metálica, covalente apolar, iônica, covalente polar. e) covalente apolar, covalente polar, iônica, metálica. 44 9) (PUCCamp-1998) Considere os seguintes compostos do enxofre: I. SO3 - um dos poluentes responsáveis pela formação da "chuva ácida". II. Na2SO4 - utilizado na obtenção de papel sulfite. III. ZnS - componentes da blenda, minério de zinco. Em relação ao tipo de ligação química que essas substâncias apresentam, é correto afirmar que: A) são todas moleculares. B) são todas iônicas. C) I e II são moleculares e III é iônica. D) I é iônica e II e III são moleculares. E) I é molecular e II e III são iônicas. 10) (UFMG-1998) Um material sólido tem as seguintes características: - não apresenta brilho metálico; - é solúvel em água; - não se funde quando aquecido a 500 ºC; - não conduz corrente elétrica no estado sólido; - conduz corrente elétrica em solução aquosa. Com base nos modelos de ligação química, pode-se concluir que, provavelmente, trata-se de um sólido A) iônico. B) covalente. C) molecular. D) metálico. 45 Interações Intermoleculares (forças intermoleculares ou ligações intermoleculares) Composto iônico Composto metálico Composto covalente Composto molecular Sólido Sólido Sólido Sólido Líquido Gasoso Ligação iônica Ligação metálica Ligação covalente Ligação covalente TF TF TF TF e TE relativamente baixas Exemplo: NaCl KNO3 Exemplo: Fe(s) K(s) Exemplo: Diamante, C(s) Quartzo, SiO2(s) Exemplo: H2O, C12H22O11 HF, H2SO4 46 Interações Intermoleculares Molécula: ligação covalente Propriedades químicas estão relacionadas com: Forças das ligações covalentes Eletronegatividade dos átomos envolvidos na ligação Polaridade da molécula Geometria da molécula Tamanho Interações intermoleculares Propriedades físicas estão relacionadas com: 47 Gases, líquidos e sólidos Fonte figura: http://zeus.qui.ufmg.br/~qgeral/?attachment_id=490 Gás Líquido Sólido Desordem total. Partículas ficam muito separadas e têm liberdade total de movimento. A energia cinética média das partículas é maior que a atração entre elas. Pouco denso. Muito compressível. Desordem. Partículas próximas mas livres para se moverem umas em relação às outras. As forças atrativas intermoleculares são fortes o suficiente para manter as partículas juntas. Muito mais densos e menos compressíveis que os gases. Arranjo ordenado Partículas muito próximas e em posições basicamente fixas (rigidez). As forças atrativas intermoleculares são fortes o suficiente para manter as partículas no lugar. Muito denso, compressão desprezível. Partículas: átomos, íons ou moléculas. He NaCl H2 BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2005. 48 Gás Líquido Sólido Resfriar ou comprimir Aquecer ou reduzir pressão Resfriar Aquecer Fonte figura: http://zeus.qui.ufmg.br/~qgeral/?attachment_id=490 “O aumento da pressão de certa substância força as moléculas a se aproximarem, o que por sua vez aumenta a intensidade das forças intermoleculares de atração.” Gás à temperatura ambiente e 1 atm de pressão Gás propano liquefeito: líquido à temperatura ambiente porque é estocado sob pressões mais altas. Propano: C3H8 Gases, líquidos e sólidos BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2005. Pressão e temperatura 49 Interações Intermoleculares Variam de substância para substância. São mais fracas que as ligações iônicas, covalentes e metálicas. Afetam as temperaturas de fusão e ebulição dasmoléculas. Intensidade das interações intermoleculares H2O(s) H2O(l) H2O(g) Fusão Ebulição Rompimento interações intermoleculares Molécula intacta Ligação covalente (forte) (Intramolecular) Atração intermolecular (fraca) BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2005. Força Intermolecular Ponto de ebulição Ponto de fusão 50 Interações Intermoleculares entre Tipos de interações intermoleculares Forças de van der Waals Dipolo Instantâneo – Dipolo Induzido Dipolo Permanente ou Dipolo-Dipolo Ligações de Hidrogênio Íon-Dipolo Dipolo – Dipolo Induzido 51 Íon-Dipolo Interações Intermoleculares BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2005. Força entre um íon e a carga parcial em certo lado de uma molécula polar. Molécula polar É a força intermolecular mais forte. Conforme a carga do íon ou a magnitude do dipolo aumenta, a força íon- dipolo também aumenta. 52 Dipolo-Dipolo Interações Intermoleculares (Dipolo Permanente) BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2005. Aproximação com orientação correta “Para moléculas de massas e tamanhos aproximadamente iguais, a força das atrações intermoleculares aumenta com o aumento da polaridade.” Moléculas polares: dipolo São geralmente mais fracas que as interações íon-dipolo. 53 Dipolo Instantâneo – Dipolo Induzido (Forças de dispersão de London) Interações Intermoleculares BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2005. Moléculas apolares Fritz London: identificou que o movimento de elétrons em um átomo ou molécula pode criar um momento de dipolo instantâneo. Pode induzir um dipolo similar em um átomo adjacente Polarizabilidade Molécula apolar isolada (estado gasoso) Moléculas apolares com dipolos induzidos (estado sólido ou líquido) 54 Dipolo Instantâneo – Dipolo Induzido (Forças de dispersão de London) Interações Intermoleculares Quanto maior a polarizabilidade de uma molécula mais facilmente sua nuvem eletrônica será distorcida para dar um dipolo momentâneo. Moléculas maiores maior número de elétrons maiores polarizabilidades Moléculas mais polarizáveis forças de dispersão mais fortes “As forças de dispersão tendem a aumentar em intensidade com o aumento da massa molecular.” BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2005. A atração entre as moléculas do n-pentano é maior em função da maior superfície de contato n-pentano 154ºC neopentano 139ºC 55 Dipolo Instantâneo – Dipolo Induzido (Forças de dispersão de London) Interações Intermoleculares BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2005. A geometria (forma espacial) das moléculas também influenciam nas magnitudes das forças de dispersão. n-pentano neopentano Mesma massa Mesma fórmula molecular C5H12) Pontos de ebulição diferentes. 56 Dipolo – Dipolo Induzido Interações Intermoleculares Podem induzir um dipolo em moléculas que não apresentem dipolo permanente Polarizabilidade Moléculas polares São atraídas, embora fracamente. I2 pode ser polarizada mais facilmente que H2, por exemplo. Quanto maior a massa molar, maior a nuvem eletrônica e maior a polarizabilidade da molécula. 57 Interações Intermoleculares Fonte: http://slideplayer.com.br/slide/1609635/ Indica que as forças intermoleculares na molécula de água são fortes de maneira incomum. Assim como nas moléculas de HF e NH3. 58 Interações Intermoleculares BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2005. Ligações de Hidrogênio Dipolo-dipolo Tipo especial de atração intermolecular entre o átomo de hidrogênio em uma ligação polar e um par de elétrons não compartilhado em um íon ou átomo pequeno e eletronegativo que esteja próximo (geralmente F, O ou N em outra molécula). H – F H – O H – N E H X Átomo eletronegativo Ligação covalente Espécie eletronegativa Ligação de hidrogênio 59 BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2005. Ligações de Hidrogênio Interações Intermoleculares Por que a água aumenta seu volume quando congela? Por que o gelo flutua sobre a água líquida? Gelo: densidade aproximadamente 10% menor que H2O(l) Gaiola: espaços vazios 60 BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2005. Interações Intermoleculares 61 Forças de dispersão de London Dipolo-dipolo Ligação de hidrogênio Íon-dipolo Intensidade Solubilidade de substâncias moleculares Normalmente, “semelhante dissolve semelhante” H2O + NaCl H2O + Etanol Etanol + gasolina BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2005. As interações intermoleculares são de extrema importância no entendimento da solubilidade. 62 63 11) Analise a tabela: São feitas as seguintes proposições: I. o ponto de ebulição do éter metílico é igual ao do etanol, pois possuem mesma massa molar; II. a força intermolecular do etanol é ligação de hidrogênio, possuindo o maior ponto de ebulição; III. a força intermolecular do propano é denominada van der Waals. Está correto o contido em: A) I, apenas. B) II, apenas. C) I e III, apenas. D) II e III, apenas. E) I, II e III. Exercícios 64 12) (UFRJ-RJ) A solubilidade dos compostos é um conhecimento muito importante em química. Sabe-se que, de uma forma geral, substâncias polares dissolvem substâncias polares e substâncias apolares dissolvem substâncias apolares. Em um laboratório, massas iguais de tetracloreto de carbono, água e etanol foram colocadas em três recipientes idênticos, conforme se vê na figura a seguir. a) Mostre, por meio de desenhos semelhantes ao apresentado, como fica a mistura de I e II, identificando cada substância, e como fica a mistura de II e III. b) A graxa lubrificante utilizada em automóveis é uma mistura de hidrocarbonetos pesados derivados de petróleo com aditivos diversos. Indique qual, dentre os três solventes apresentados, é o mais adequado para remover uma mancha de graxa em uma camisa. Justifique sua resposta. Exercícios 65 14) O gelo seco corresponde ao CO2 solidificado, cuja fórmula estrutural é O=C=O. O estado sólido é explicado por uma ÚNICA proposição CORRETA. Assinale-a. 01. Forças de Van der Waals entre moléculas fortemente polares de CO2. 02. Pontes de hidrogênio entre moléculas do CO2. 04. Pontes de hidrogênio entre a água e o CO2. 08. Forças de Van der Waals entre as moléculas apolares do CO2. 16. Interações fortes entre os dipolos na molécula do CO2. 13) (UFSC-SC) Considere a tabela a seguir e selecione a(s) proposição(ões) que relaciona(m) CORRETAMENTE a forma geométrica e a polaridade das substâncias citadas: (01) H2O: angular e polar. (02) CO2: linear e apolar. (04)CCl4: trigonal e polar. (08) NH3: piramidal e polar. (16) CCl4: tetraédrica e apolar. Soma das alternativas corretas ( ) Exercícios 66 a b c d e 15) Exercícios
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