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Disciplina: Química Inorgânica Curso: Engenharia Química Turma: 9848 / 9849 Período: 2º Créditos: 02 Carga horária: 40 h Horários: Terça-feira – 20:30 - 22:30 1 Prof. Dra. Evania Andrade Ligações Químicas • A química Inorgânica • Transições entre os principais tipos de ligações: Ligação Iônica, covalente e coordenativa; • ligações duplas e triplas; • ligação metálica e estruturas metálicas. • Ponto de Fusão, condutividade, solubilidade, velocidade das reações. • Teoria de ligação de compostos covalentes e geometria molecular: Teoria Lewis, RPEC e TLV, TOM. Sumário 2 Prof. Dra. Evania Andrade 3 Prof. Dra. Evania Andrade A química inorgânica Grande escala Pequena escala H2SO4, NH3, NaOH, Cl2, O2, N2, cimento, aço, polietileno, silicones, teflon, sabão, detergentes... Fermento químico, fotografia, supercondutores, transistores, fotocopiadoras, método da datação pelo carbono, bomba atômica, Etc... - Até 1950 a química inorgânica era preponderantemente descritiva; - Marco – invenção da bomba atômica em 1946, que levou a descoberta de muitos elementos novos, das séries dos lantanídeos e actinídeos; - Período onde ao invés de apenas se observar o que estava acontecendo, passou-se a se perguntar por quê; - Cinética e termodinâmica – reações químicas; - Propriedades magnéticas e a espectroscopia UV-vis. - Os compostos de gases nobres - Compostos organometálicos. Trata das propriedades de todos os elementos da tabla periódica 4 Prof. Dra. Evania Andrade Próximos avanços! Química bioinorgânica - mecanismo de atuação das enzimas e dos catalisadores, - hemoglobina e da clorofila, - facilidade de absorção do nitrogênio atmosférico pelas bactérias. Novos materiais - polímeros, - ligas, - supercondutores e semicondutores. Áreas correlatas Química inorgânica, química analítica, ciências dos materiais, química nuclear, física, e da química dos polímeros. 5 Eletropositivo + Eletronegativo Eletronegativo + Eletronegativo Eletropositivo + Eletropositivo Principais tipos de ligações 5 Prof. Dra. Evania Andrade Ligação Iônica Ligação Covalente Ligação Metálica Metais Ametais Cátions Ânions Perda de elétrons Grupo P e rí o d o Ganho de elétrons P e rí o d o Grupo 6 Eletropositivo Eletronegativo Prof. Dra. Evania Andrade Quando um átomo tem forte tendência em adquirir elétrons , diz-se que este é fortemente eletronegativo. Quando o elemento tem tendência em perder elétrons diz-se que ele é eletropositivo. 7 Prof. Dra. Evania Andrade Eletronegatividade c (chi), de um elemento é a capacidade que um átomo de um elemento tem de atrair elétrons para ele quando faz parte de um composto Eletronegatividade cP, conceitos baseados na energia envolvida na formação das ligações Eletronegatividade cM, propriedades dos átomos individuais – I e Ea. Eletronegatividad e cAR, baseia-se na ideia de que a c é determinada pelo campo elétrico na superfície do átomo. Zeff: Carga nuclear sentida por determinado elétron em um átomo multieletrônico pela presença dos outros elétrons 8 Prof. Dra. Evania Andrade 10 Eletronegatividade e suas aplicações Justificativa nas energias de ligação; Justificativa dos tipos de reações que as substâncias sofrem; Previsão das polaridades das ligações e das moléculas. Prof. Dra. Evania Andrade 11 Prof. Dra. Evania Andrade c ∆ c Triangulo de Ketalaar Relações das propriedades atômicas com o tipo de ligação Metálico Iônico Covalente 12 Prof. Dra. Evania Andrade Lista de exercícios - LE1 1 - Identifique o tipo de ligação nos compostos e elementos listados usando o triângulo de Ketalaar: Cs, CsF, F2, Li, Be, B, H2, C, Br2, N2, O2, CsSn, Cs2S, CsCl, Cs2O, LiF, BeF2, CF4, NF3, OF2, LiH, BBr3, H2O, CO2, Li2O, NO, SrMg, CBr4. 13 Prof. Dra. Evania Andrade 14 Eletropositivo + Eletronegativo Ligação Iônica Prof. Dra. Evania Andrade 15 Prof. Dra. Evania Andrade 16 Prof. Dra. Evania Andrade 17 Eletronegativo + Eletronegativo Ligação Covalente Prof. Dra. Evania Andrade 18 Prof. Dra. Evania Andrade 19 Prof. Dra. Evania Andrade 20 Ligação covalente coordenada Prof. Dra. Evania Andrade 21 Prof. Dra. Evania Andrade Cloreto de alumínio, Al2Cl6 AlCl3 Ligação covalente coordenada Número de Oxidação 22 Exemplos: H2O, H2S, F2O, SF4, SF6 Prof. Dra. Evania Andrade Ligação covalente Elétrons compartilhados pertencem ao elemento mais eletronegativo; Forma de representar o estado de oxidação – carga (+ ou -) + o valor numérico em algarismos romanos. 5 Eletropositivo + Eletropositivo 23 Prof. Dra. Evania Andrade Ligação Metálica Estruturas metálicas Condutividade elétrica e térmica extremamente elevadas. Ambas decorrem da mobilidade do elétrons através do retículo 24 Eletropositivo + Eletropositivo Prof. Dra. Evania Andrade Ligação Metálica Estruturas metálicas 25 Prof. Dra. Evania Andrade 26 Prof. Dra. Evania Andrade 27 Prof. Dra. Evania Andrade 28 Prof. Dra. Evania Andrade 29 Ligação metálica em outros tipos de compostos! • Boretos, carbetos, nitretos e hidretos intersticiais formados pelos elementos de transição e também por lantanídeos; • Cluster de metais de transição; • Cluster de boro; • Carbonilmetálicos. Ligação Metálica Estruturas metálicas Prof. Dra. Evania Andrade 30 Prof. Dra. Evania Andrade Lista de exercícios - LE1 2- Faça uma pesquisa sobre os seguintes compostos: Boretos, carbetos, nitretos e hidretos intersticiais formados pelos elementos de transição e também por lantanídeos, Cluster de metais de transição, Cluster de boro e Carbonilmetálicos. (Pesquise em teses, dissertações, artigos científicos e livros principalmente sobre suas estruturas e aplicações). Propriedades Físico-químicas 31 Compostos iônicos Compostos covalente Sólidos ↑PF ↑PE Gases, líquidos ou sólidos ↓PF Por que ocorre estas diferenças? Diferenças nas ligações e na strutura; Retículo cristalino - ligações não -direcionais – atração eletrostática - para romper o retículo requer muita energia, daí os elevados PF e PE. Ligações direcionais e fortes ligações covalentes mantêm os átomos unidos. - Sólidos – van der Waals fracas Prof. Dra. Evania Andrade 32 Prof. Dra. Evania Andrade Lista de exercícios - LE1 3- Classifique os diferentes tipos de ligações intermoleculares (Ligações de hidrogênio, ligações de Van der Waals, dipolo- dipolo e íon-dipolo). Propriedades Físico-químicas Condutividade 33 Compostos iônicos - transformações - transferência de elétrons do cátodo para o ânodo; - condução ocorre por um mecanismo iônico envolvendo a migração dos íons positivos e negativos em direções opostas. Sólidos iônicos conduzem eletricidade? Prof. Dra. Evania Andrade 34 Sólidos iônicos conduzem eletricidade? Prof. Dra. Evania Andrade Íons estão presos a lugares definidos no retículo cristalino, impossibilitados de migrar e assim incapazes de conduzir corrente elétrica. Cristaisconduzem eletricidade em pequeno grau por semicondução, se ele contiver defeitos (vacâncias). Semicondutores - Dispositivos eletrônicos 35 Metais Conduzem corrente elétrica? Compostos covalentes Tão eficientemente que qualquer outro material, no entanto a condução se deve ao movimento de elétrons e não de íons. Não contêm íons nem elétrons móveis, o que torna-os incapazes de conduzir eletricidade, no entanto são isolantes. Prof. Dra. Evania Andrade Propriedades Físico-químicas 36 Solubilidade Compostos iônicos Compostos covalentes Solventes apolares (orgânicos) de baixa constante dielétrica – benzeno, tetracloreto de carbono. Solventes polares de elevada constante dielétrica, H2O, Ácidos minerais. Prof. Dra. Evania Andrade Propriedades Físico-químicas 37 Velocidade de reações Compostos iônicos Compostos covalentes Prof. Dra. Evania Andrade Reação rápida Reação lenta 38 Prof. Dra. Evania Andrade Lista de exercícios - LE1 4- Defina constante dielétrica? Referências 39 Prof. Dra. Evania Andrade Referências 40 Prof. Dra. Evania Andrade Referências 41 Prof. Dra. Evania Andrade http://www.meta-synthesis.com/webbook/37_ak/triangles.html
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