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Ligações Químicas Ligações Químicas - Os átomos de quase todos os elementos podem se combinar, formando ligações e gerando substâncias. Ligações Químicas - Em 1916, os cientistas Lewis e Kossel associaram esses dois fatos, ou seja, a tendência de elementos com oito elétrons na camada de valência aparecerem isoladamente, com a tendência que os elementos manifestam de perder, ganhar ou compartilhar elétrons. Ligações Químicas G. N. Lewis (1875 – 1946) introduziu uma maneira útil para descrever os elétrons na camada de valência de um átomo. O símbolo do elemento representa o núcleo atômico com os elétrons internos, e os elétrons da camada de valência são distribuídos ao redor do símbolo representados por pontos. Símbolos de Lewis - Um composto químico é formado apenas se proporcionar uma situação de estabilidade energética (termodinâmica) maior que aquela envolvendo seus constituintes isoladamente. Ligações Químicas Como os átomos podem atingir estabilidade energética? Perdendo, recebendo ou compartilhando os elétrons de valência (última camada) A forma como os elementos atingem a configuração mais estável define o tipo de ligação Ligações Químicas Aspectos gerais Ligação Química interação de dois átomos (ou grupos de átomos) - ligação covalente - ligação iônica - ligação metálica Ligações Químicas NaCl Sal de cozinha Ligação Iônica notação de Lewis. Ligação Iônica - ligação iônica ocorre entre íons, positivos (cátions) e negativos (ânions), e é caracterizada pela existência de forças de atração eletrostática entre os íons. Elementos com tendências opostas - Na maioria das vezes, os átomos que perdem elétrons são os metais das famílias IA, IIA e IIIA e os átomos que recebem elétrons são os ametais das famílias VA, VIA e VIIA. - O hidrogênio (Z = 1) apresenta, na sua primeira e única camada, um elétron, atingindo a estabilidade, nesse tipo de ligação, ao receber mais um elétron. Ligação Iônica Ligação Iônica Ligação Iônica Usando as representações de Lewis, temos: compostos iônicos estruturas eletricamente neutras Ligação Iônica A interação entre os íons produz aglomerados com forma geométrica definida, denominados retículos cristalinos, característicos dos sólidos. É importante observar também que entre os átomos Na0 e Cl0 e os íons Na+ e Cl- há uma diferença extraordinária. De fato, conforme discussão feita no capítulo 5, o sódio metálico (Na0) é altamente reativo - pega fogo espontaneamente no ar (o sódio deve ser guardado em recipientes contendo querosene ou benzeno), explode com a água, queima a pele se o segurarmos com a mão. O gás cloro (Cl2), por sua vez, é altamente tóxico. Pelo contrário, o sal de cozinha (aglomerado Na+Cl-) é uma substância que ingerimos todos os dias por meio de alimentos. Em particular, o íon Na+ tem grande importância biológica, pois regula as trocas de várias substâncias entre o sangue e as células de nosso organismo. Ligação Iônica A existência do retículo iônico determina as principais características desses compostos: a) Como apresentam forma definida, são sólidos nas condições ambientes (temperatura de 25 °C e pressão de 1 atm). b) Os compostos iônicos apresentam elevadas temperatura de fusão e temperatura de ebulição. Ligação Iônica • Propriedades dos compostos iônicos c) Quando submetidos a impacto, quebram facilmente, produzindo faces planas; são, portanto, duros e quebradiços. d) Apresentam condutibilidade elétrica quando dissolvidos em água ou quando puros no estado líquido (fundidos), devido à existência de íons com liberdade de movimento, que podem ser atraídos pelos eletrodos, fechando o circuito elétrico. e) Seu melhor solvente é a água. Ligação Iônica • Propriedades dos compostos iônicos Ligação Iônica • DETERMINAÇÃO DAS FÓRMULAS DOS COMPOSTOS IÔNICOS - A fórmula correta de um composto iônico é aquela que mostra a mínima proporção entre os átomos que se ligam, de modo que se forme um sistema eletricamente neutro. Ligação Iônica Ligação Iônica A ligação iônica e a Tabela Periódica A ligação iônica ocorre, em geral, entre átomos de metais com átomos de não-metais, pois: • os átomos dos metais possuem 1, 2 ou 3 elétrons na última camada e têm forte tendência aperdê-los (veja os casos do Na, do Mg e do Al, nos exemplos anteriores); • os átomos dos não-metais possuem 5, 6 ou 7 elétrons na última camada e têm acentuada tendência a receber mais 3, 2 ou 1 elétron e, assim, completar seus octetos eletrônicos (veja o caso do Cl, nos exemplos anteriores). Ligação Iônica Ligação Iônica O tamanho do íon Ligação Iônica Quando temos vários íons, todos com o mesmo número de elétrons (íons isoeletrônicos), o raio iônico irá diminuindo na proporção em que a carga positiva do núcleo for superando a carga total da eletrosfera. Ligação Iônica (Fuvest-SP – mod.) Considere os íons: Ca2+, PO4 3– e OH–. A combinação desses íons pode resultar na hidroxiapatita, mineral presente em ossos e dentes. A fórmula química pode ser representada por Cax(PO4)3OH. O valor de x nesta fórmula é: Como sabemos que o somatório das cargas deve ser igual a zero e que pela fórmula temos: Somatório das cargas: x · (+2) + 3 · (–3) + 1 · (–1) = 0 ⇒ x = 5 Ligação Covalente • Esse tipo de ligação ocorre quando os átomos envolvidos tendem a receber elétrons. • Quando átomos similares se ligam, eles compartilham pares de elétrons para que cada um atinja o octeto. • Cada par de elétrons compartilhado constitui uma ligação química. • Como não ocorre ganho nem perda de elétrons, formam-se estruturas eletricamente neutras, de grandeza limitada, denominadas moléculas. • Por exemplo: H + H → H2 tem elétrons em uma linha conectando os dois núcleos de H. Ligação molecular Ligação Covalente Ligação Covalente Ligação Covalente A representação do número e dos tipos de átomos que formam uma molécula é feita por uma fórmula química. Molecular Eletrônica Estrutural plana Ligação Covalente Estrutural plana: também conhecida como fórmula estrutural de Couper, ela mostra as ligações entre os elementos, sendo cada par de elétrons entre dois átomos representado por um traço. Molecular: é a representação mais simples e indica apenas quantos átomos de cada elemento químico formam a molécula. Eletrônica: também conhecida como fórmula de Lewis, esse tipo de fórmula mostra, além dos elementos e do número de átomos envolvidos, os elétrons da camada de valência de cada átomo e a formação dos pares eletrônicos. Ligação Covalente A LIGAÇÃO COVALENTE E AS PROPRIEDADES DE SEUS COMPOSTOS - As substâncias moleculares geralmente apresentam temperatura de fusão (TF) e temperatura de ebulição (TE) inferiores às das substâncias iônicas - Não conduzem corrente elétrica - Quando a ligação covalente origina compostos com grande número de átomos — geralmente indeterminado —, forma estruturas identificadas como macromoléculas. Tais substâncias são denominadas covalentes; em condições ambiente são sólidas e apresentam elevadas TF e TE. Exemplos: A LIGAÇÃO COVALENTE E AS PROPRIEDADES DE SEUS COMPOSTOS ALOTROPIA - Ao compartilharem elétrons, os átomos podem originar uma ou mais substâncias simples diferentes. Esse fenômeno é denominado alotropia. ALOTROPIA Oxigênio oxigênio comum (O2) ozônio (O3) Carbono ALOTROPIA Enxofre ALOTROPIA Fósforo ALOTROPIA - As fórmulas do tipo HxEOy correspondem a uma série de compostos classificados como ácidos oxigenados. Nessas fórmulas, todos os oxigênios aparecem unidos ao elemento central E. Cada átomo de hidrogênio irá unir-se a um átomo de oxigênio, formando tantosgrupos OH quantos forem possíveis. Um exemplo desse tipo de substância é o ácido sulfúrico (H2SO4): - Faça a estrutura dos seguintes compostos - HBrO3 - CO - O3 1ª Prova de recuparação – 18/05 1ª prova N2 – 25/05 2ª prova N2 - 22/06 2ª recuperação 29/06 Prova Final ?????