Ligações Químicas e Compostos

Prévia do material em texto

11/06/2018
1
ÁGUA AMÔNIA
Se dois átomos combinarem entre si, dizemos 
que foi estabelecida entre eles uma 
LIGAÇÃO QUÍMICA 
Os elétrons mais externos do átomo
são os responsáveis pela 
ocorrência da ligação química 
11/06/2018
2
Para ocorrer uma ligação química 
é necessário que os átomos 
percam ou ganhem elétrons, ou, então, 
compartilhem seus elétrons 
de sua última camada 
Na Cl
+ –
H H
O SÓDIO PERDEU
ELÉTRON
O CLORO GANHOU
ELÉTRON
OS ÁTOMOS DE HIDROGÊNIO COMPARTILHARAM ELÉTRONS
Na maioria das ligações, os átomos ligantes possuem 
distribuição eletrônica 
semelhante à de um gás nobre, isto é, 
apenas o nível K, completo, ou, 8 elétrons em 
sua última camada 
Esta idéia foi desenvolvida pelos cientistas
Kossel e Lewis 
e ficou conhecida como 
TEORIA DO OCTETO 
11/06/2018
3
Um átomo que satisfaz A TEORIA DO OCTETO
é estável e é aplicada principalmente 
para os elementos do subgrupo A (representativos)
da tabela periódica
H (Z = 1)
He (Z = 2)
F (Z = 9)
Ne (Z = 10)
Na (Z = 11)
1s
1
1s
2
INSTÁVEL
2s
2
2p
5
1s
2
2s
2
2p
6
1s
2
3s
1
2s
2
2p
6
1s
2
ESTÁVEL
INSTÁVEL
ESTÁVEL
INSTÁVEL
Na maioria das vezes, os átomos que:
Perdem elétrons
são os metais das famílias 1A, 2A e 3A
Recebem elétrons
são ametais das famílias 5A, 6A e 7A 
11/06/2018
4
01) Os átomos pertencentes à família dos metais
alcalinos terrosos e dos halogênios adquirem
configuração eletrônica de gases nobres quando,
respectivamente, formam íons com números de carga:
a) + 1 e – 1.
b) – 1 e + 2.
c) + 2 e – 1.
d) – 2 e – 2.
e) + 1 e – 2.
ALCALINOS 
TERROSOS
HALOGÊNIOS
FAMÍLIA 2A
FAMÍLIA 7A
PERDE 
2 ELÉTRONS 
GANHA 
1 ELÉTRONS 
+ 2 
– 1
02) Um átomo X apresenta 13 prótons e 14 nêutrons. A carga
do íon estável formado a partir deste átomo será:
a) – 2.
b) – 1.
c) + 1.
d) + 2.
e) + 3.
1s
2
2s
2
2p
6
3s
2 
3p
1
ÚLTIMA 
CAMADA 
3 ELÉTRONS 
PERDE 
3 ELÉTRONS 
+ 3 
X (Z = 13)
11/06/2018
5
LIGAÇÃO IÔNICA ou ELETROVALENTE
Esta ligação ocorre devido à 
ATRAÇÃO ELETROSTÁTICA
entre íons de cargas opostas 
Na ligação iônica os átomos ligantes apresentam uma 
grande 
diferença de eletronegatividade ,
isto é, um é 
METAL e o outro AMETAL
LIGAÇÃO ENTRE O SÓDIO (Z = 11) E CLORO (Z = 17)
Na (Z = 11) 1s
2
2s
2
2p
6
3s
1
PERDE 1 ELÉTRON 
Cl (Z = 17) 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
5
RECEBE 1 ELÉTRON 
CLORETO DE SÓDIO 
Na Cl
+ –
Na Cl
+ –
11/06/2018
6
UMA REGRA PRÁTICA
Para compostos iônicos poderemos 
usar na obtenção da fórmula final o 
seguinte esquema geral 
C A
x y
01) A camada mais externa de um elemento X possui 3
elétrons, enquanto a camada mais externa de outro
elemento Y tem 6 elétrons. Uma provável fórmula de
um composto, formado por esses elementos é:
a) X
2
Y
3
.
b) X
6
Y.
c) X
3
Y.
d) X
6
Y
3
.
e) XY.
X
Y
perde 3 elétrons
ganha 2 elétrons
X3+
Y 2–
X Y
23
11/06/2018
7
02) O composto formado pela combinação do elemento X
(Z = 20) com o elemento Y (Z = 9) provavelmente tem
fórmula:
a) XY.
b) XY
2
.
c) X
3
Y.
d) XY
3
.
e) X
2
Y.
X (Z = 20) 4s
2
1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
Y (Z = 9)
X perde 2 elétrons X 
2+
2s
2 
2p
5
1s
2
Y ganha 1 elétron Y
1 –
12
YX
A principal característica desta ligação é o 
compartilhamento (formação de pares) de 
elétrons entre os dois átomos ligantes 
Os átomos que participam da ligação 
covalente são 
AMETAIS, SEMIMETAIS e o HIDROGÊNIO
Os pares de elétrons compartilhados são 
contados para os dois átomos ligantes 
11/06/2018
8
É quando cada um dos átomos ligantes
contribui com 
um elétron para a formação do par
Consideremos, como primeiro exemplo, a união 
entre dois átomos do 
ELEMENTO HIDROGÊNIO (H)
para formar a molécula da substância 
SIMPLES HIDROGÊNIO (H
2
)
H H
H H
FÓRMULA ELETRÔNICA
2H H
FÓRMULA ESTRUTURAL PLANA
FÓRMULA MOLECULAR
H (Z = 1) 1s
1
11/06/2018
9
Consideremos, como segundo exemplo, a união entre dois 
átomos do ELEMENTO NITROGÊNIO (N)
para formar a molécula da substância 
SIMPLES NITROGÊNIO (N
2
)
N (Z = 7) 2s
2
2p
3
1s
2
N N FÓRMULA ELETRÔNICA
N N FÓRMULA ESTRUTURAL PLANA
N2
FÓRMULA MOLECULAR
Consideremos, como terceiro exemplo, a união 
entre dois átomos do ELEMENTO HIDROGÊNIO e 
um átomo do ELEMENTO OXIGÊNIO para formar a 
substância COMPOSTA ÁGUA (H2O) 
H (Z = 1) 1s
1
O (Z = 8) 2s
2
2p
4
1s
2
OH H
O
H H
FÓRMULA ELETRÔNICA
FÓRMULA ESTRUTURAL PLANA
H2O FÓRMULA MOLECULAR
11/06/2018
10
01) Os elementos químicos N e Cl podem combinar-se
formando a substância:
Dados: N (Z = 7); Cl (Z = 17)
a) NCl e molecular.
b) NCl
2
e iônica.
c) NCl
2
e molecular.
d) NCl
3
e iônica.
e) NCl
3
e molecular.
como os dois átomos são AMETAIS a ligação é molecular (covalente)
Cl (Z = 17) 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
5
N (Z = 7) 1s
2
2s
2
2p
3
NCl
Cl
Cl
NCl3
02) (UESPI) O fosfogênio (COCl2), um gás incolor, tóxico, de cheiro penetrante,
utilizado na Primeira Guerra Mundial como gás asfixiante, é produzido a
partir da reação:
CO(g) + Cl2(g)  COCl2(g)
Sobre a molécula do fosfogênio, podemos afirmar que ela apresenta:
a) duas ligações duplas e duas ligações simples
b) uma ligação dupla e duas ligações simples
c) duas ligações duplas e uma ligação simples
d) uma ligação tripla e uma ligação dupla
e) uma ligação tripla e uma simples
CO
Cl
Cl
11/06/2018
11
03) Observe a estrutura genérica representada abaixo;
Para que o composto esteja corretamente representado, de acordo com as
ligações químicas indicadas na estrutura, X deverá ser substituído pelo
seguinte elemento:
a) fósforo
b) enxofre
c) carbono
d) nitrogênio
e) cloro
X
H
H
O
O
OC
Se apenas um dos átomos contribuir com os dois 
elétrons do par, a ligação será 
COVALENTE DATIVA ou COORDENADA
A ligação dativa é indicada por uma seta que sai do 
átomo que cede os elétrons chegando no átomo que 
recebe estes elétrons, através do compartilhamento
11/06/2018
12
Vamos mostrar a ligação DATIVA, inicialmente, na molécula do 
dióxido de enxofre (SO2), 
onde os átomos de oxigênio e enxofre possuem 
6 elétrons na camada de valência 
S O
O
S O
O
FÓRMULA ELETRÔNICA
FÓRMULA ESTRUTURAL PLANA
SO2
FÓRMULA MOLECULAR
01) O gás carbônico (CO2) é o principal responsável pelo efeito estufa, enquanto
o dióxido de enxofre (SO2) é um dos principais poluentes atmosféricos.
Se considerarmos uma molécula de CO2 e uma molécula de SO2, podemos
afirmar que o número total de elétrons compartilhados em cada molécula é
respectivamente igual a:
Dados: números atômicos: C = 6; 0 = 8; S = 16.
a) 4 e 3.
b) 2 e 4.
c) 4 e 4.
d) 8 e 4.
e) 8 e 6.
CO
O
O
SO
11/06/2018
13
02) Certo átomo pode formar 3 covalências normais e 1 dativa. Qual
a provável família desse elemento na classificação periódica?
a) 3 A .
b) 4 A .
c) 5 A .
d) 6 A .
e) 7 A .
X 5 A 
DESOBEDIÊNCIA À REGRA DO OCTETO
Hoje são conhecidos compostos que não obedecem 
à regra do OCTETO
Átomos que ficam estáveis com menos de 8 elétrons 
na camada de valência
H Be H
O berílio ficou estável com 4 elétrons
na camada de valência
H Be H
11/06/2018
14
O boro ficou estável com 6 elétrons
na camada de valência
B
F
F
F
B
F
FF
Átomos que ficam estáveis com mais de 8 elétrons
na camada de valência
S
F
F
F
F
F F
S
F
F
F
F
F F
O enxofre ficou estável com 12 elétrons
na camada de valência
11/06/2018
15
P
Cl
Cl
Cl
ClCl
P
Cl
Cl
Cl
ClCl
O fósforo ficou estável com 10 elétrons
na camada de valência
Átomo que fica estável com número impar de elétrons 
na camada de valência
O nitrogênio ficou estável com 7 elétrons
na camada de valência.
O N O O N O
11/06/2018
16
Compostos dos gases nobres
F Xe F Xe
F F
FF
Recentemente foram produzidos vários compostos
com os gases nobres
Estes compostos só ocorrem com gases nobres 
de átomos grandes, que comportam a camada 
expandida de valência
01) (PUC-SP) Qual das seguintes séries contém todos os
compostos covalentes, cuja estabilização ocorre sem que
atinjam o octeto?
a) BeCl
2
, BF
3
, H
3
BO
3
, PCl
5
.
b) CO, NH
3
, HClO, H
2
SO
3
.
c) CO
2
, NH
4
OH, HClO
2
, H
2
SO
4
.
d) HClO
3
, HNO
3
, H
2
CO
3
, SO
2
.
e) HCl, HNO
3
, HCN, SO
3
.
11/06/2018
17
02) (PUC – RJ) Observa-se que, exceto o hidrogênio, os outros
elementos dos grupos IA a VIIIA da tabela periódica tendem a
formar ligações químicas de modo a preencher oito elétrons na
última camada. Esta é a regra do octeto. Mas, como toda regra
tem exceção, assinale a opção que mostra somente moléculas
que não obedecem a esta regra:
BH3 CH4 H2O HCl XeF6
I II III IV V
a) I, II e III.
b) II, II e IV.
c) IV e V.
d) I e IV.
e) I e V.
A forma geométrica de uma molécula pode ser 
obtida a partir de vários meios, entre os quais destacamos 
as 
REGRAS DE HELFERICH, 
que podem ser resumidas da seguinte forma: 
11/06/2018
18
O C O
OH H
Estas moléculas podem ser LINEARES ou ANGULARES 
Se o átomo central “A” não 
possui par de elétrons
disponíveis, a molécula é 
LINEAR
Se o átomo central “A”
possui um ou mais pares de 
elétrons disponíveis, a 
molécula é
ANGULAR
B
F
F
F
N
Cl
Cl
Cl
Estas moléculas podem ser TRIGONAL PLANA ou PIRAMIDAL 
Se o átomo central “A” 
não possui par de elétrons
disponíveis a geometria da 
molécula será 
TRIGONAL PLANA
Se o átomo central “A” 
possui par de elétrons
disponíveis a geometria da 
molécula será 
PIRAMIDAL
11/06/2018
19
C
Cl
Cl
Cl
Cl
Estas moléculas terão uma geometria
TETRAÉDRICA
moléculas do PCl 5
Estas moléculas terão uma geometria 
BIPIRÂMIDE TRIGONAL 
11/06/2018
20
moléculas do SF6
Estas moléculas terão uma geometria 
OCTAÉDRICA 
01) Dados os compostos covalentes, com as respectivas estruturas:
I : BeH
2
- linear.
II : CH
4
- tetraédrica.
III : H
2
O - linear.
IV : BF
3
- piramidal.
V : NH
3
- trigonal plana.
Pode-se afirmar que estão corretas:
a) apenas I e II.
b) apenas II, IV e V.
c) apenas II, III e IV.
d) apenas I, III e V.
e) todas.
Verdadeiro
Falso
Falso
Verdadeiro
Falso
11/06/2018
21
02) As moléculas do CH
4
e NH
3
apresentam, as seguintes
respectivamente, as seguintes geometrias:
a) quadrada plana e tetraédrica.
b) pirâmide trigonal e angular.
c) quadrada plana e triangular plana.
d) pirâmide tetragonal e quadrada plana.
e) tetraédrica e pirâmide triangular.
Estas moléculas terão 
uma geometria
TETRAÉDRICA 
CH4
N
H
H
H
Se o átomo central “A” 
possui par de elétrons
disponíveis a 
geometria da 
molécula será 
PIRAMIDAL
ClH
CLORO
é mais eletronegativo que o
HIDROGÊNIO
 d + d -
11/06/2018
22
HH
Os dois átomos
possuem a mesma
ELETRONEGATIVIDADE
A polaridade de uma molécula 
que possui mais de dois átomos é expressa pelo
VETOR MOMENTO DE DIPOLO RESULTANTE ( ) u
Se ele for NULO, a molécula será APOLAR; 
caso contrário, POLAR. 
11/06/2018
23
CO O
A resultante das forças é nula
(forças de mesma intensidade, mesma direção
e sentidos opostos)
A molécula do CO
2
é APOLAR
O
H H
A resultante das forças é 
diferente de ZERO
A molécula da água é 
POLAR
11/06/2018
24
01) Assinale a opção na qual as duas substâncias são apolares:
a) NaCl e CCl
4
.
b) HCl e N
2
.
c) H
2
O e O
2
.
d) CH
4
e Cl
2
.
e) CO
2
e HF.
CH
4
e CCl
4
têm geometria TETRAÉDRICA
com todos os ligantes
do carbono iguais, portanto, são
APOLARES
CH4, CCl4,
CO
2
tem geometria LINEAR
com todos os ligantes
do carbono iguais, portanto, é
APOLAR
CO2,
N
2
, O
2
e Cl
2
são substâncias SIMPLES,
portanto, são
APOLARES
N2, O2, Cl2.
02) (UFES) A molécula que apresenta momento dipolar diferente
de zero (molecular polar) é:
a) CS
2
.
b) CBr
4
.
c) BCl
3
.
d) BeH
2
.
e) NH
3
.
NH
3
tem geometria
piramidal, portanto, é POLAR
11/06/2018
25
03) (UFRS) O momento dipolar é a medida quantitativa da polaridade de uma
ligação. Em moléculas apolares, a resultante dos momentos dipolares
referentes a todas as ligações apresenta valor igual a zero. Entre as
substâncias covalentes abaixo:
I) CH4 II) CS2 III) HBr IV) N2
Quais as que apresentam a resultante do momento dipolar igual a zero?
CH4
Molécula
tetraédrica que
são
APOLARES
moléculas
LINEARES
com ligantes
iguais são
APOLARES 
S C S BrH
moléculas
DIATÔMICAS
com ligantes
diferentes são
POLARES
NN
moléculas
DIATÔMICAS
com ligantes
iguais são
APOLARES
São as ligações que resultam da interação 
ENTRE MOLÉCULAS, isto é,
mantêm unidas moléculas de uma substância 
As ligações INTERMOLECULARES podem ser em:
Dipolo permanente – dipolo permanente 
Dipolo induzido – dipolo induzido ou 
forças de dispersão de London
Ponte de hidrogênio 
11/06/2018
26
Em uma MOLÉCULA POLAR sua 
extremidade NEGATIVA atrai a extremidade POSITIVA da 
molécula vizinha, o mesmo ocorre com sua extremidade positiva 
que interage com a parte negativa de outra molécula vizinha 
+ – + – + –
+– +– +–
Nas moléculas APOLARES, uma nuvem 
de elétrons se encontra em constante movimento 
H H– H H –
Se, durante uma fração de segundo, esta nuvem eletrônica 
estiver deslocada para um dos extremos da molécula, 
pode-se dizer que foi criado um 
DIPOLO INDUZIDO, 
isto é, por um pequeno espaço a molécula possui PÓLOS
11/06/2018
27
Um caso extremo de atração dipolo – dipolo ocorre quando 
temos o HIDROGÊNIO ligado a átomos pequenos e 
muito eletronegativos, especialmente 
o FLÚOR, o OXIGÊNIO e o NITROGÊNIO. 
Esta forte atração chama-se 
PONTE DE HIDROGÊNIO,
sendo verificada nos estados sólido e líquido 
HF
H F H F
HF
As pontes de hidrogênio são mais intensas que 
as forças dipolo – dipolo permanente, e estas mais intensas que 
as interações dipolo – dipolo induzido 
O
H
O
H
O
H
H
O
H H
O
H
H
H
H
O
H
H
11/06/2018
28
01) Compostos de HF, NH
3
e H
2
O apresentam pontos de
fusão e ebulição maiores quando comparados com H
2
S
e HCl, por exemplo, devido às:
a) forças de Van Der Waals.
b) forças de London.
c) pontes de hidrogênio.
d) interações eletrostáticas.
e) ligações iônicas.
02) (UCDB-DF) O CO
2
no estado sólido (gelo seco) passa diretamente
para o estado gasoso em condições ambiente; por outro lado, o
gelo comum derrete nas mesmas condições em água líquida, a
qual passa para o estado gasoso numa temperatura próxima a
100°C. Nas três mudanças de estados físicos, respectivamente,
são rompidas:a) ligações covalentes, pontes de hidrogênio e pontes de
hidrogênio.
b) interações de Van der Waals, ligações iônicas e ligações
iônicas.
c) interações de Van der Waals, pontes de hidrogênio e ligações
covalentes.
d) interações de Van der Waals, pontes de hidrogênio e pontes
de hidrogênio.
e) interações de Van der Waals, pontes de hidrogênio e
interações de Van der Waals.
11/06/2018
29
03) Considere o texto abaixo.
“Nos icebergs, as moléculas polares da água associam-se por.................................
No gelo seco, as moléculas apolares do dióxido de carbono unem-se por
...................................... . Conseqüentemente, a 1 atm de pressão, é possível
prever que a mudança de estado de agregação do gelo ocorra a uma temperatura
................ do que a do gelo seco.”
I
II
III
Para completá-lo corretamente, I, II e III devem ser substituídos,
respectivamente, por:
a) Forças de London, pontes de hidrogênio e menor.
b) Pontes de hidrogênio, forças de Van der Waals e maior.
c) Forças de Van der Waals, pontes de hidrogênio e maior.
d) Forças de Van der Waals, forças de London e menor.
e) Pontes de hidrogênio, pontes de hidrogênio e maior.
PONTES DE HIDROGÊNIO
FORÇAS DE VAN DER WAALS
MAIOR