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Ligacoes quimicas Parte 1 2017

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LIGAÇÕES QUÍMICAS – Parte 1
Prof. Paulo Cesar Souza Pereira, MSc
Química Geral
Agronomia 
Engenharia Química
Cursos:
Disciplina:
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ - UEM
INTRODUÇÃO:
Temos 23 milhões de compostos químicos catalogados. 
(Chemical Abstracts Service – CAS)
Oficialmente são reconhecidos 112 elementos químicos.
?? ??
23 Milhões de 
compostos
Solução: infinitas diferentes combinações
Como conciliar a ideia?
Problema de estudo:
Entender como os átomos se ligam uns 
aos outros.
Se soubermos como os átomos se ligam
podemos reproduzir as reações
artificialmente!
Pra que? 
Aplicação: Síntese de materiais
Compostos de 
alta tecnologia
Compostos 
simples e baratos
Compostos interesse 
biológico
Coisas que preciso saber:
Natureza atômica
Representações gráficas
11Na - sódio
17Cl - cloro
Tipos de ligação químicas 
➢ Ligação iônica
➢ Ligação covalente
➢ Ligação metálica
De forma clássica temos:
Vários modelos 
teóricos
➢ Ligação de hidrogênio: é ligação ou não é?? 
➢ Modelo ligação de valência (iônica e covalente)
➢ Modelo do mar de elétrons (metálica)
➢ Modelo dos orbitais moleculares
➢ Ligação coordenada 
Desdobramentos:
Regra do octeto: Um átomo ficará mais estável se tiver
8 elétrons em sua última camada.
MODELO LIGAÇÃO DE VALÊNCIA
Camada de valência: última camada do átomo, que contém 
elétrons.
Apresenta exceções: Ex: 2He
REGRA DO OCTETO
Um átomo ficará mais estável se tiver a configuração
do gás nobre mais próximo.
COMO OS ÁTOMOS ATINGEM O OCTETO?
➢ Ganhando e-
➢ Compartilhando e-
➢ Perdendo e-
Como os átomos atingem o octeto perdendo e- ?
11Na - sódio 11Na
+ - íon sódio
REGRA DO OCTETO Tendências 
Perder e-
Ganhar e-
Estruturas de Lewis
Representa-se apenas os elétrons da camada
de valência.
LIGAÇÕES IÔNICAS
Ocorre pela atração eletrostática entre íons.
LIGAÇÕES IÔNICAS
Interações eletrostáticas: Cargas contrárias se atraem.
Balanço energético das ligações
Uma ligação química só ocorre se arranjo resultante
tiver energia menor que a energia dos átomos
separados.
Conceitos envolvidos:
Energia de ionização:
energia mínima necessária
pra remover um elétron do
átomo no estado gasoso.
Afinidade eletrônica:
variação de energia que
ocorre quando um elétron é
adicionado a um átomo no
estado gasoso.
Balanço energético das ligações iônicas 
Como a formação da rede 
cristalina pode ser exotérmica?
∆H°f [ Na
+ ] = 496 kJ /mol
∆H°f [ Cl
- ] = - 349 kJ /mol
∆H°f [ NaCl(s) ] = - 410,9 kJ /mol
Balanço energético das ligações iônicas 
A atração eletrostática entre os
íons de carga contrária causa a
liberação de energia.
A formação da rede cristalina
causa a supressão da energia
cinética dos íons.
Entalpia de rede
Energia necessária para separar em seus íons 1 mol de
sólido iônico.
Libera energia
Absorve energia
• maior ponto de fusão (e portanto de ebulição).
• maior dureza do composto.
• menos solúvel será o composto.
Quanto maior a energia de rede:
Comparação qualitativa entre as energias de rede 
Ordene os seguintes compostos iônicos em ordem
crescente de energia de rede: NaF, Csl e CaO.
Qual substância você esperaria ter a maior energia de
rede, AgCl, CuO ou CrN?
Cálculo da Energia de Rede: Ciclo de Born-Haber
Na(s) + ½Cl2(g)  NaCl(s) DHºf = -410,9 kJ/mol
Na(g)
DHsub
Cl(g)
Edis
Cl-(g)
Na+(g)
AE
EI
Energia de rede= 788 kJ/mol
DHºf = DHsub Edis EI AE En. Rede+ + + -
Pela lei de Hess
108 kJ
122 kJ
-349 kJ
496 kJ
Energia de rede – Equação de Born-Mayer 
Cada composto tem seu próprio valor de energia de
rede.
NaF NaCl
∆Hrede = 910 kJ /mol ∆Hrede = 788 kJ /mol
MgCl2
∆Hrede = 2326 kJ /mol
ε0 = 8,854x10
-12 J-1 C2 m-1
Z = carga
e = 1,602x10-19 C
NA = 6,022x10
23 mol-1
d* = 34,5 pm
d = distância internuclear
A = Cte de Madelung
Caracteriza o efeito eletrostático líquido de todos os íons
na rede cristalina.
Constante de Madelung
Depende do arranjo cristalino do sólido, quando a rede é
formada.
Exemplos de valores calculados para Constante de
Madelung, de acordo com a geometria do retículo cristalino.
Exemplo: A distância internuclear média dos íons, no cristal
de cloreto de sódio do tipo halita é 283 pm. Usando as
constantes tabeladas, estime a energia de rede deste sal.

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