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LIGAÇÕES QUÍMICAS São as ligações que se estabelecem entre a união de dois átomos. Existem três tipos de ligações químicas: A ligação covalente (partilha de eletróns) A ligação metálica (mar de eletróns livres) A ligação iónica (cedência/captação de eletróns) Símbolos de Lewis • Para um entendimento através de figuras sobre a localização dos elétrons em um átomo, representamos os elétrons como pontos ao redor do símbolo do elemento. • O número de elétrons disponíveis para a ligação é indicado por pontos desemparelhados. • Esses símbolos são chamados símbolos de Lewis. • Geralmente colocamos os elétrons nos quatro lados de um quadrado ao redor do símbolo do elemento. • Todos os gases nobres, com exceção do He, têm uma configuração s2p6. • A regra do octeto: os átomos tendem a ganhar, perder ou compartilhar elétrons até que eles estejam rodeados por 8 elétrons de valência (4 pares de elétrons). • Cuidado: existem várias exceções à regra do octeto Boro (B) se torna estável em ligações quando atinge 6 elétrons de valência. A regra do octeto LIGAÇÕES IÔNICAS Acontece por atração eletrostática de íons com cargas opostas Para se formar uma ligação iônica, é necessário que os átomos de um dos elementos tenham tendência a ceder elétrons e os átomos do outro elemento tenham tendência a receber elétrons. Os átomos com tendência a ceder elétrons apresentam um, dois ou três elétrons na camada da valência; são todos átomos de metais. Os átomos com tendência a receber elétrons apresentam quatro, cinco, seis e sete elétrons na camada da valência; são os átomos dos ametais. LIGAÇÕES IÔNICAS Na Cl Na+ Cl- LIGAÇÕES IÔNICAS LIGAÇÕES METÁLICAS LIGAÇÕES METÁLICAS Teoria do “Mar” de elétrons Estrutura formada por íons positivos e elétrons livres de valência que formam uma “nuvem eletrônica” que circula livremente entre os íons positivos LIGAÇÕES METÁLICAS Propriedades associadas as ligações metálicas Alta condutividade elétrica e térmica: os elétrons podem se mover em presença de uma f.e.m. 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 • Quando dois átomos similares se ligam, nenhum deles quer perder ou ganhar um elétron para formar um octeto. • Quando átomos similares se ligam, eles compartilham pares de elétrons para que cada um atinja o octeto. • Cada par de elétrons compartilhado constitui uma ligação química. LIGAÇÕES COVALENTES LIGAÇÕES COVALENTES Cl2 Cl Cl LIGAÇÕES COVALENTES Estruturas de Lewis • As ligações covalentes podem ser representadas pelos símbolos de Lewis dos elementos: • Nas estruturas de Lewis, cada par de elétrons em uma ligação é representado por uma única linha: Cl + Cl Cl Cl Cl Cl H F H O H H N H H CH H H H LIGAÇÕES COVALENTES Ligações múltiplas • É possível que mais de um par de elétrons seja compartilhado entre dois átomos (ligações múltiplas): • Um par de elétrons compartilhado ligação simples (H2); • Dois pares de elétrons compartilhados ligação dupla (O2); • Três pares de elétrons compartilhados ligação tripla (N2). H H O O N N Ex.: Mostre com estrutura de Lewis como seria a fórmula entre C e O • Em uma ligação covalente, os elétrons estão compartilhados. • O compartilhamento de elétrons para formar uma ligação covalente não significa compartilhamento igual daqueles elétrons. • Existem algumas ligações covalentes nas quais os elétrons estão localizados mais próximos a um átomo do que a outro. • O compartilhamento desigual de elétrons resulta em ligações polares. POLARIDADE DAS LIGAÇÕES COVALENTES POLARIDADE DAS LIGAÇÕES COVALENTES Eletronegatividade • Eletronegatividade: é a habilidade de um átomo de atrair elétrons para si em certa molécula . • Pauling estabeleceu as eletronegatividades em uma escala de 0,7 (Cs) a 4,0 (F). • A eletronegatividade aumenta: • ao longo de um período • ao descermos em um grupo. POLARIDADE DAS LIGAÇÕES COVALENTES POLARIDADE DAS LIGAÇÕES COVALENTES Ligação covalente polar: Tem diferença de eletronegatividade entre os átomos envolvidos na ligação. Ligação covalente apolar: Os átomos ligados têm igual eletronegatividade. •A extremidade positiva (ou pólo) em uma ligação polar é representada por + e o polo negativo por -. + - + - •Quando há duas ‘extremidades’ diferentes da molécula, chamamos de um dipolo. •O momento de dipolo, m, é a ordem de grandeza do dipolo: μ = 0 μ ≠ 0 μ ≠ 0 A geometria de uma molécula pode ser definida baseada no modelo de repulsão do par de elétrons no nível de valência, RPENV. GEOMETRIA MOLECULAR Os pares de elétrons ligantes ou não ligantes ocuparão uma região definida no espaço, influenciados pela repulsão entre as nuvens. Existem cinco geometrias fundamentais para a forma molecular: •Ao considerarmos a geometria ao redor do átomo central, consideramos todos os elétrons (pares solitários e pares ligantes). •Quando damos nome à geometria molecular, focalizamos somente na posição dos átomos. GEOMETRIA MOLECULAR •Para se determinar a forma de uma molécula, fazemos a distinção entre pares de elétrons solitários (ou pares não-ligantes, aqueles fora de uma ligação) e pares ligantes (aqueles encontrados entre dois átomos). GEOMETRIA MOLECULAR Contar a ligação múltipla como um par O efeito dos elétrons não-ligantes e ligações múltiplas nos ângulos de ligação • No nosso modelo experimental, o ângulo de ligação H-X-H diminui ao passarmos do C para o N e para o O: • Como os elétrons em uma ligação são atraídos por dois núcleos, eles não se repelem tanto quanto os pares solitários. • Conseqüentemente, os ângulos de ligação diminuem quando o número de pares de elétrons não-ligantes aumenta. 104.5O107O N HHH C H HHH 109.5O O HH Moléculas com níveis de valência expandidos • Os átomos que têm expansão de octeto têm arranjos AB5 (de bipirâmide trigonal) ou AB6 (octaédricos). • Para as estruturas de bipirâmides trigonais existe um plano contendo três pares de elétrons. O quarto e o quinto pares de elétrons estão localizados acima e abaixo desse plano. • Para as estruturas octaédricas, existe um plano contendo quatro pares de elétrons. Da mesma forma, o quinto e o sexto pares de elétrons estão localizados acima e abaixo desse plano.