2015ligações secundárias

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2ª Parte 
LIGAÇÕES QUÍMICAS 
AS LIGAÇÕES SECUNDÁRIAS: ONDE ESTÃO? 
Qual a diferença entre os três estados físicos da matéria? 
A LIGAÇÃO SECUNDÁRIA OU 
FORÇAS DE VAN DER WAALS 
É possível obter ligações atômicas com energias 
substancialmente menores (em relação as ligações 
atômicas estudadas) 
NÃO HÁ TRANSFERÊNCIA NEM COMPARTILHAMENTO DE ELÉTRONS 
LIGAÇÃO SECUNDÁRIA ou 
LIGAÇÃO DE VAN DER WAALS ou 
FORÇAS DE VAN DER WAALS 
A LIGAÇÃO SECUNDÁRIA OU 
FORÇAS DE VAN DER WAALS 
A força de ligação secundária é menor que a força de 
ligação primária 
Vaporização de HCl 16 kJ mol-1 
Dissociação de HCl 431 kJ mol-1 
As moléculas permanecem 
intactas, não há 
dissociação da 
substância molecular 
A LIGAÇÃO SECUNDÁRIA E 
AS PROPRIEDADES INTENSIVAS DA MATÉRIA 
Ponto de fusão Ponto de ebulição 
Propriedades intensivas e físicas da matéria refletem a 
INTENSIDADE das ligações secundárias 
	
  
	
  
	
  
	
  
O que acontece para um líquido entrar em ebulição? 
	
  
	
  
É necessário superar as forças de atração entre as moléculas 
	
  
	
  
	
  
	
  
Portanto: 
	
  
	
  
	
  
Quanto maior for a força de atração entre as moléculas, maior será a 
temperatura em que o líquido entra em ebulição 
O	
  Asteróide	
  e	
  as	
  ligações	
  secundárias	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Asteróide	
  de	
  mais	
  de	
  1km	
  de	
  diâmetro	
  está	
  vindo	
  à	
  Terra	
  –	
  data	
  improvável	
  do	
  impacto	
  seria	
  
16	
  de	
  março	
  de	
  2880.
hDp://www.jornalciencia.com/universo/diversos/4313-­‐sera-­‐o-­‐fim-­‐asteroide-­‐com-­‐mais-­‐de-­‐1-­‐
km-­‐esta-­‐vindo-­‐em-­‐direcao-­‐a-­‐terra-­‐e-­‐astronomos-­‐nao-­‐sabem-­‐como-­‐desvia-­‐lo	
  
	
  
Os	
  pesquisadores	
  que	
  estudam	
  a	
  rocha,	
  dizem	
  que	
  ela	
  gira	
  tão	
  rápido	
  que	
  deveria	
  ter	
  se	
  
quebrado.	
  Astrônomos	
  acreditam	
  que	
  ela	
  permaneça	
  sólida	
  por	
  forças	
  de	
  coesão,	
  conhecidas	
  
com	
  van	
  der	
  Waals.	
  
LIGAÇÕES DE VAN DER WAALS 
FORÇAS DE DISPERSÃO DE LONDON 
Como é o átomo isolado? 
Ele apresenta uma distribuição 
perfeitamente esférica da carga elétrica 
negativa cercando seu núcleo positivo 
Quando um outro átomo idêntico se aproxima, 
a carga NEGATIVA é ligeiramente 
atraída em direção ao núcleo POSITIVO do átomo adjacente 
A LIGAÇÃO DE VAN DER WAALS 
FORÇAS DE DISPERSÃO DE LONDON 
Ilustração de como dois átomos neutros podem desenvolver uma 
força de ligação fraca entre eles através de uma 
distorção de suas distribuições de carga 
LIGAÇÕES DE VAN DER WAALS 
FORÇAS DE DISPERSÃO DE LONDON 
A ligeira distorção na distribuição de carga ocorre 
SIMULTANEAMENTE nos dois átomos 
	
  
	
  
	
  
Resultado: formação do dipolo induzido 
A magnitude deste dipolo é pequena Energia de ligação relativamente pequena 
COMO É O DIPOLO INDUZIDO? 
LIGAÇÕES DE VAN DER WAALS 
Ligação secundária entre as 
cadeias dos átomos de 
carbono no grafite 
DIAMANTE E GRAFITE 
Ligações covalentes 
unindo todos os átomos 
Ligações covalentes unindo seus 
átomos no plano e, 
ligações de van der Waals entre 
os planos 
FORÇAS DE LONDON E TAMANHO DAS 
MOLÉCULAS 
Moléculas mais polarizáveis têm 
forças de dispersão de London mais fortes 
	
  
	
  
	
  
	
  
Moléculas maiores tendem a ter maiores polarizabilidades 
porque elas têm maior número de elétrons, 
que estão mais afastados do núcleo 
Aumento da 
intensidade das ligações 
Aumento do tamanho molecular 
Similar a massa molecular 
	
  
	
  
	
  
Ligações tendem a aumentar em intensidade com o aumento 
da massa molecular 
LAGARTIXA E FORÇAS DE LONDON 
São forças intermoleculares as 
responsáveis pela ADESÃO da pata 
da lagartixa à parede 
Mais precisamente entre a superfície 
e as moléculas dos “setae” , pêlos 
microscópicos que cobrem as 
patas das lagartixas 
Geco – inspirador para os superadesivos 
Patas de diferentes tipos de geco – cuja estrutura tem 
servido como inspiração para a construção de 
superadesivos. 
PONTOS DE EBULIÇÃO DOS HALOGÊNIOS 
Halogênio Massa 
molecular (u) 
Ponto de 
ebulição (ºC) 
F2 38 - 188 
Cl2 71 - 34 
Br2 160 59 
I2 254 185 
PONTO DE EBULIÇÃO DOS GASES NOBRES 
Gás nobre Massa molecular 
(u) 
Ponto de 
ebulição (ºC) 
He 4 - 268 
Ne 20 - 246 
Ar 40 -185 
Kr 84 -152 
Xe 131 -107 
Estas ligações ocorrem entre todas 
as moléculas, 
	
  
não importa se elas são polares ou 
apolares, mas são as únicas que 
ocorrem entre as moléculas 
apolares 
FORÇAS DE DISPERSÃO DE LONDON 
LIGAÇÕES DE VAN DER WAALS 
FORÇAS DIPOLO-DIPOLO 
LIGAÇÕES DE VAN DER WAALS 
FORÇAS DIPOLO-DIPOLO 
Moléculas polares se atraem quando o lado POSITIVO de uma molécula 
está próximo do lado NEGATIVO da outra 
Esta força será tanto mais intensa, 
quanto maior a polaridade das moléculas, 
se estas tiverem massa e tamanhos aproximadamente iguais 
MASSAS MOLECULARES, MOMENTOS DE 
DIPOLO E PONTOS DE EBULIÇÃO ( * DEB Y E É A 
UNID ADE DO MOMENTO D IPOLAR. EQUIV ALE A 3 ,3 3 X 1 0 − 3 0 C OU L OMB . 
MET R O , E S EU S ÍM B OL O É D ) 
Substância Massa 
molecular 
(u) 
Momento de 
dipolo µ (D*) 
Ponto de 
ebulição (ºC) 
Éter 
dimetílico 
(CH3OCH3) 
46 1,3 - 25 
Acetaldeído 
(CH3CHO) 
44 2,7 21 
Acetonitrila 
(CH3CN) 
41 3,9 82 
LIGAÇÕES DE VAN DER WAALS – PVC 
Em função da presença do átomo de CLORO, altamente eletronegativo, 
a molécula de PVC possui densidade de carga 
fortemente negativa nos átomos de cloro 
	
  
	
  
	
  
	
  
ALTA POLARIDADE 
	
  
	
  
	
  
	
  
Presença de ligações secundárias do tipo dipolo-dipolo 
LIGAÇÕES DE VAN DER WAALS – PVC 
Interações dipolo-dipolo 
ao longo da cadeia 
Moléculas de PVC sofrem forte 
atração eletrostática 
umas pelas outras 
LIGAÇÕES DE VAN DER WAALS 
LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO 
Ligações de van der Waals serão mais fortes quando houverem unidades 
moleculares contendo dipolos permanentes 
Melhor exemplo: 
ligações de hidrogênio 
Permite conexão entre 
moléculas de água 
LIGAÇÕES DE VAN DER WAALS – LIGAÇÕES 
DE HIDROGÊNIO 
Molécula de água 
	
  
	
  
	
  
	
  
Ligações O-H: natureza direcional 
do compartilhamento de elétrons 
H: centros positivos O: centros negativos 
Esta molécula polar gera 
um momento dipolar maior 
LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO 
É um tipo de atração especial 
entre 
Um átomo de hidrogênio em uma 
ligação POLAR (H – F; H – O e H – N) 
COM 
Átomos de F, O ou N em outra molécula 
A energia de ligação em uma ligação de hidrogênio pode variar de 
4 kJ mol-1 a 25 kJ mol-1 
LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO E A DENSIDADE 
DA ÁGUA 
Estado líquido 
Moléculas de água muito próximas umas das outras 
(organização tetraédrica), 
se distribuindo de forma desorganizada 
Solidificação 
	
  
	
  
Moléculas de água adotam uma organização específica 
(organização hexagonal), 
formando muitos espaços vazios entre elas 
Expansão entre as moléculas de água Aumento do volume 
Redução da densidade do gelo relativa à água líquida 
	
  
	
  
A massa de água é sempre a mesma ! densidade sofre alteração!!! 
DENSIDADE DA ÁGUA 
DENSIDADE DA ÁGUA E VIDA NA TERRA 
A menor densidade do gelo comparada com a da água líquida afeta 
profundamente a vida na terra 
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Como o gelo flutua, ele cobre a superfície da água quando um 
lago congelano clima frio, isolando a água abaixo 
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Se o gelo fosse mais denso que a água, 
o gelo formado na superfície de um lago afundaria e o lago congelaria totalmente 
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
A maior parte da vida aquática não sobreviveria nestas condições 
VIDA NA TERRA 
PONTOS DE EBULIÇÃO E LIGAÇÕES DE VAN 
DER WAALS 
COMPARANDO AS LIGAÇÕES SECUNDÁRIAS 
Podemos identificar as forças intermoleculares que atuam 
em certa substância considerando as respectivas 
COMPOSIÇÃO e ESTRUTURA 
As forças de dispersão são encontradas em todas as substâncias 
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
A intensidade dessas ligações aumenta com o 
aumento da massa molecular e 
dependem das formas moleculares 
COMPARANDO AS LIGAÇÕES SECUNDÁRIAS 
As forças dipolo-dipolo adicionam-se 
ao efeito das forças de dispersão e 
são encontradas em moléculas polares 
As ligações de hidrogênio que 
necessitam de átomos de H ligados a F, O ou N, 
também se adicionam aos efeitos das forças de dispersão 
RESUMINDO – LIGAÇÕES DE VAN DER WAALS 
Moléculas apolares – apenas dipolos induzidos – Forças de London 
Moléculas polares – predominam as forças dipolo-dipolo 
Moléculas polares com ligações H – F ou H – N ou H – O – 
predominam as ligações de hidrogênio 
LIGAÇÕES PRIMÁRIAS E SECUNDÁRIAS 
Nenhuma das ligações secundárias se 
compara com a força das 
ligações covalentes ou iônicas 
MATERIAIS – A CLASSIFICAÇÃO DAS 
LIGAÇÕES 
Material Tipo de ligação 
	
  
	
  
NaCl Iônica 
	
  
C (diamante) Covalente 
Ponto de fusão 
(ºC) 
801 
~ 3550 
( - CH2 – CH2 - )n 
Covalente e 
secundária ~ 120 
Cu Metálica 1084,87 
Ar Secundária (dipolo induzido) - 189 
H2O 
Secundária 
(ligação de 
hidrogênio) 
0 
Devido à irregularidade da estrutura polimérica do polietileno, ele não possui um 
ponto de fusão preciso. Em vez disso, ele amolece com o aumento da 
temperatura acima de 120 ºC. 
Nesse caso, o valor de 120 ºC é uma “temperatura de serviço”, em vez de um 
verdadeiro ponto de fusão. 
Resumo das propriedades físicas e tipos de ligações 
Tipo	
  de	
  
substância	
  
Metálica	
   Iônica	
   Covalente	
  polar	
   Covalente	
  apolar	
  
ParVcula	
   CáXons	
   Íons	
   Moléculas	
   Moléculas	
  
Atração	
  entre	
  as	
  
parVculas	
  
Por	
  elétrons	
  
livres	
  
Atração	
  
eletrostáXca	
  
Ligações	
  de	
  
hidrogênio	
  ou	
  
dipolo-­‐dipolo	
  
Forças	
  de	
  
London	
  
Estado	
  `sico	
   Sólido	
  (exceto	
  
Hg)	
  
Sólido	
   Depende	
  da	
  
intensidade	
  
Depende	
  da	
  
intensidade	
  
PF	
  e	
  PE	
   Alto	
   Alto	
   Baixo	
   Muito	
  baixo	
  
ConduXvidade	
  
elétrica	
  
Alta	
  (em	
  sólidos	
  
e	
  líquidos)	
  
	
  
Alta	
  (fundidos	
  ou	
  
em	
  solução	
  
aquosa)	
  
Nenhuma	
  
quando	
  puros,	
  
mas	
  condutores	
  
em	
  solução	
  
aquosa	
  
Nula	
  
Solubilidade	
  em	
  
solventes	
  
comuns	
  
Insolúvel	
   Solúvel	
  em	
  
solvente	
  polar	
  
Solúvel	
  em	
  
solvente	
  polar	
  
Solúvel	
  em	
  
solvente	
  apolar	
  
Dureza	
   Dura,	
  mas	
  
maleável	
  e	
  dúcXl	
  
Dura	
  e	
  
quebradiça	
  
TIPO DE MATERIAL E CARACTERÍSTICA DA 
LIGAÇÃO 
Tipo de Material Característica da 
Ligação 
Exemplo 
Metal Metálica Ferro (Fe) e as ligas 
ferrosas 
Cerâmicas e Vidros Iônica/Covalente Sílica (SiO2) : 
cristalina e não- 
cristalina 
Polímeros Covalente/ 
Secundária 
Polietileno 
Semicondutores Covalente ou 
covalente/iônica 
Silício (Si) ou 
sulfeto de cádmio 
(CdS) 
TABELA PERIÓDICA COM ESCALA DE 
ELETRONEGATIVIDADE 
▪  1) Coloque as substâncias BaCl2 , H2 , CO, HF e Ne em ordem 
crescente de seus pontos de ebulição. 
▪  2) I d en t i fi q u e a s fo r ç a s i n ter mo l ec u l a r es p r esen tes n a s 
seguintes substâncias e selecione a substância com o ponto 
de ebulição mais alto: CH3 CH3 , CH3 OH e CH3 CH2 OH 
	
  
	
  
	
  
▪  3) Descreva as ligações que devem ser rompidas para se 
conver ter cada um dos itens seguintes de líquido para um gás: 
a)  Br2 ; b) CH3 OH; c) H2 S 
EXERCÍCIOS 
▪  4) O butano e o metilpropano são apolares e têm a mesma 
fórmula molecular, no entanto, o butano tem um ponto de 
ebulição mais alto (-0,5 ºC comparado a -11 ,7 ºC). Explique. 
▪  Butano 
Metilpropano 
EXERCÍCIOS