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Ligações Químicas Profa. Dra. Carolina Schaper Bizzotto cbizzotto.ita@ftc.edu.br Março de 2020 Ligações Químicas • As ligações químicas tem forte influência sobre diversas propriedades dos materiais • Os elétrons de valência (do último nível) são os que participam das ligações químicas, para os elementos representativos • Os átomos buscam a configuração mais estável dos gases nobres (com 2 ou 8 elétrons) • Dependendo da energia envolvida na ligação elas podem ser divididas em • Fortes • Fracas Classificação Ligações Interatômicas ou Intramoleculares • ocorrem entre os átomos para formar “moléculas”; • responsáveis pelas propriedades químicas dos compostos; • são elas: iônica, covalente e metálica Ligações Intermoleculares • ocorrem entre as “moléculas”; • responsáveis pelas propriedades físicas dos compostos; • são elas: íon-dipolo; dipolo-dipolo, dipolo-induzido e ligação de hidrogênio. Ligações Interatômicas ou Intramoleculares São estabelecidas entre dois ou mais átomos combinados para formar um compost ou substância. Podem ser: • Iônica: envolve a transferência de elétrons entre os átomos, formando os compostos iônicos • Covalente: envolve o compartilhamento de elétrons entre os átomos, formando as moléculas • Metálica: envolve a dispersão dos elétrons de metais, formando as ligas metálicas Ligações Interatômicas ou Intramoleculares • “um átomo isolado apresenta propriedades bem diferentes do que quando se encontra ligado a outro(s) átomo(s)”. Orbitais eletrônicos não ligantes (átomo isolado) Orbitais eletrônicos ligantes (átomo ligado a outro) ≠ Ligação Iônica ou Eletrovalente • ocorre com transferência definitiva de elétrons; • há a formação de íons; • os íons se arranjam em retículos cristalinos (são sólidos cristalinos):. Ligação Iônica ou Eletrovalente • Geralmente ocorre entre: Ligação Iônica ou Eletrovalente • o número de elétrons cedidos é igual ao número de elétrons recebidos • fórmula geral de um composto iônico: Ax+ +By- → AyBX Ligação Iônica ou Eletrovalente Estrutura de Lewis: os elétrons da camada de valência são representados por pontos Um metal doa um e-, formando um cátion (Na+) Um ametal recebe um e-, formando um ânion (Cl-) Ligação Iônica ou Eletrovalente Ligação Iônica ou Eletrovalente A ligação entre o Hidrogênio e um metal menos eletronegativo que ele também se dá por ligação iônica, formando os hidretos. Características dos Compostos Iônicos • São sólidos a temperatura ambiente (sólidos cristalinos) • São duros e quebradiços Características dos Compostos Iônicos • Conduzem corrente elétrica em solução • Alto ponto de fusão e ebulição Ligação Covalente ou Molecular • Ocorrem entre átomos de não-metais com não metais ou com hidrogênio • Envolve o compartilhamento de elétrons • Ligação “fraca” devido à repulsão dos elétrons • Produz moléculas e origina os compostos moleculares Ligação Covalente ou Molecular Ligação Covalente ou Molecular Tipos de Ligação Covalente • Quantidades de pares de e- compartilhados Tipos de Ligação Covalente • Por aproximação frontal dos orbitais atômicos Ligações Sigma (σ) • σs-s σs-p σp-p • Forma ligações fortes. • Átomos podem rotar em torno do eixo da ligação. • Todas as ligações covalentes simples são sigma (primeira ligação é sempre sigma). Tipos de Ligação Covalente • Por aproximação lateral dos orbitais atômicos Ligações Pi (π) • São formadas entre átomos que já possuem ligação σ. • Não permitem rotação dos átomos em torno do eixo internuclear. • São mais fracas que as ligações σ. • Átomos grandes raramente formam duplas ligações – a sobreposição é difícil. • Orbitais “s” não formam ligações pi. Ligação Covalente Dativa ou Coordenada • O par de elétrons compartilhados provém de apenas um dos átomos que já está estável Representação da Ligação Covalente Características dos Compostos Moleculares • São, em geral, líquidos ou gasosos nas condições ambientes (se sólidos, fundem-se facilmente); • Possuem baixos P.F. e P.E.; Características dos Compostos Moleculares • Não conduzem corrente elétrica (exceção para Ácidos, em solução aquosa e Carbono Grafite). Isto ocorre porque os compostos moleculares, emgeral não se dissociam em solução. • São formados por moléculas. Ligação Metálica • Ocorrem quando átomos de metais se combinam. • É constituída pelos elétrons livres, que ficam entre os cátions dos metais (modelo do gás eletrônico ou do mar de elétrons). Os metais são constituídos por seus cátions mergulhados em um mar de elétron. Ligação Metálica Ligas Metálicas • São uniões de dois ou mais metais, podendo ainda incluir semimetais ou não-metais, mas sempre com predominância dos elementos metálicos. Características dos compostos metálicos • Alta condutividade elétrica e térmica: os elétrons podem se mover em presença de uma d.d.p. ou de um gradiente de temperatura. • Permitem grande deformação plástica pois as ligações são móveis ou seja não são rígidas como as iônicas e as covalentes • Possuem o brilho metálico, como os elétrons são muito móveis trocam de nível energético com facilidade emitindo fótons • São sempre opacos: pela mesma razão acima mas nesse caso absorvendo a luz incidente Energia de Ligação x Características Em geral, quanto maior a energia de ligação: • Maior o ponto de fusão • Maior a resistência mecânica • Maior a dureza • Maior a estabilidade química Ligação Energia de Ligação (kJ/mol) Iônica 150 - 370 Covalente 125 - 300 Metálica 25 - 200 Dúvidas?
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