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QUÍMICA
F B O N L I N E . C O M . B R
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Professor(a): Sérgio MatoS
assunto: LigaçõeS QuíMicaS
frente: QuíMica i
009.447 - 135294/19
AULAS 25 A 27
EAD – ITA/IME
Resumo Teórico
Teoria do Orbital Molecular
De acordo com a Teoria do Orbital Molecular (TOM), a ligação 
química ocorre pela combinação das funções de onda dos orbitais dos 
átomos participantes. A cada dois orbitais combinados, formam-se 
dois orbitais moleculares:
• Orbital molecular ligante:
− Resulta da interferência construtiva das funções de onda.
− A densidade eletrônica é maior na região internuclear.
− A energia é menor que a dos orbitais atômicos originais.
− Contribui para a ligação (estabilidade).
•	 Orbital molecular antiligante:
−	 Resulta da interferência destrutiva das funções de onda.
−	 A densidade eletrônica é maior na região extranuclear.
−	 A energia é maior que a dos orbitais atômicos originais.
−	 Contribui para desestabilizar a ligação.
A ordem de ligação de uma espécie diatômica é calculada 
como segue:
OL
o o
=




−n de el trons em
orbitais ligantes
n de el tronsé é em
orbitais antiligantes




2
Exemplos:
A) H
2 
 
1s
1 1s
1
E E
7N 7N
σ2s
σ*2s
 Espécie diamagnética com ordem de ligação igual a 1, consistindo 
de 1 ligação σ. 
B) He
2 
1s
2
1s
2
E E
7N 7N
σ2s
σ*2s
 Espécie inexistente, pois a ordem de ligação é igual a 0.
C) N
2
2s
2
2p
3
2p
3
2s
2
E E
7N 7N
σ2s
π2py π2pz
σ2px
σ*2s
σ*2px
π*2pzπ *2py
 Espécie diamagnética com ordem de ligação igual a 3, 
consistindo de 1 ligação σ e 2 ligações π.
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Módulo de estudo
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D) O
2
 
2s
2
2p
4
E
8O
π2p
π*
2p
4
2s
2
E
8O
σ2s
y π2pz
σ2px
σ*2s
σ *2px
π*2pz2py
 Espécie paramagnética com ordem de ligação igual a 2, 
consistindo de 1 ligação σ e 2 meias-ligações π.
Ligação metálica
Na Teoria do Mar de Elétrons, a ligação metálica ocorre 
pela formação de uma nuvem eletrônica que se constitui dos elétrons 
de valência dos átomos. Cada átomo sofre a ionização dos elétrons 
de valência, de modo que a nuvem eletrônica formada possui total 
mobilidade entre os átomos, mantendo-os unidos. Os cátions metálicos 
estão submersos em um “mar de elétrons”. Essa teoria descreve, 
sucintamente, a estrutura metálica e fornece explicação para a 
condutividade elétrica dos metais.
Na Teoria das Bandas Eletrônicas, considera-se que, 
em um sólido, os elétrons se distribuam em bandas de energia, que 
são compostas por vários níveis energéticos de energias semelhantes. 
Essas bandas eletrônicas são então formadas pela combinação de vários 
orbitais atômicos de energias próximas, pertencentes aos inúmeros 
átomos que compõem a estrutura do sólido. Assim, temos a banda 
1s, formada pelos vários orbitais 1s de átomos adjacentes, bem como 
as bandas 2s, 2p, 3s etc.
Chamamos de banda de valência à banda de energia 
formada pelos níveis eletrônicos de valência dos átomos, ou seja, tal 
banda é constituída pelos elétrons da camada externa.
Por outro lado, a banda de condução é uma banda 
eletrônica vazia ou parcialmente preenchida e contínua ao longo da 
estrutura. Elétrons presentes nessa banda podem se mover livremente 
pelo sólido, constituindo uma corrente elétrica.
Em condutores metálicos a banda de valência se superpõe 
à banda de condução e elétrons podem facilmente ser promovidos 
da primeira para a segunda, havendo boa condutibilidade elétrica.
Em isolantes elétricos há uma grande separação entre as 
bandas de valência e condução, de modo que a movimentação de 
elétrons em uma corrente elétrica fica impossibilitada.
Em semicondutores há uma separação não muito 
larga entre as bandas de valência e condução, que pode ser 
superada por aquecimento, quando elétrons são excitados da 
primeira para a segunda. É o caso de silício (Si) e germânio (Ge), 
chamados de semicondutores intrínsecos, pois apresentam 
semicondutividade por natureza. Costuma-se acrescentar outros 
elementos a um semicondutor para aumentar a condutividade. 
Obtém-se assim os semicondutores extrínsecos ou dopados, 
que podem ser:
• Semicondutor do tipo p: semicondutor dopado com átomos 
com menor número de elétrons na camada de valência, os quais 
apresentam orbitais vazios que podem ser ocupados durante 
a condução de eletricidade. Ocorre, nesses semicondutores, o 
deslocamento de lacunas. Exemplo: silício dopado com boro.
Si B Si B Si
Lacuna
(orbital vazio)
• Semicondutor do tipo n: semicondutor dopado com átomos 
com maior número de elétrons na camada de valência, os 
quais apresentam elétrons não compartilhados, que podem ser 
deslocados durante a condução de eletricidade. Exemplo: silício 
dopado com fósforo.
Si P Si P Si
Par não ligante
(orbital preenchido)
 
Energia
(A)
Banda
de valência
Banda
de condução
Energia
(B)
Banda
de valência
Banda
de condução
Energia
(C)
Banda
de valência
Banda
de condução
(A)
(B)
(C)
Um condutor metálico
Um semicondutor
Um isolante elétrico
Propriedades das Substâncias Metálicas
•	 Excetuando-se o mercúrio (Hg), as substâncias metálicas são sólidas 
em condições ambientais;
•	 Os metais são bons condutores de calor e eletricidade;
•	 Possuem pontos de fusão e ebulição, em geral maiores que os dos 
compostos moleculares e menores que os dos compostos iônicos, 
mas essas propriedades físicas variam muito de elemento para 
elemento. Por exemplo: Na – ponto de fusão = 98ºC, W – ponto 
de fusão = 3410ºC;
•	 Os metais sólidos são dúcteis (podem ser reduzidos a fios) e 
maleáveis (podem ser reduzidos a lâminas);
•	 Os metais formam ligas entre si, chamadas ligas metálicas, como 
é o caso da solda (liga de Sn-PB) e dos amálgamas, ligas formadas 
pelo mercúrio (Ag-Hg, Au-Hg etc.).
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Módulo de estudo
Exercícios
01. (ProfSM) A substância composta X é um sólido à temperatura 
ambiente, possuindo elevada dureza e alto ponto de fusão. Não 
se dissolve em solventes polares ou apolares e não reage com a 
água ou ácidos. À temperatura ambiente, a substância apresenta 
semicondutividade elétrica. A substância X pode ser: 
A) Arseneto de gálio.
B) Boro.
C) Tungstênio.
D) Titanato de bário.
E) Carbeto de silício.
02. (ProfSM) A respeito das espécies químicas hidroxiapatita, 
carborundum, fulereno e bronze, no estado sólido, podemos 
afirmar que são formadas, respectivamente, por cristais:
A) iônico, molecular, covalente e metálico.
B) molecular, covalente, covalente e iônico.
C) covalente, molecular, molecular e iônico.
D) iônico, covalente, covalente e metálico.
E) iônico, covalente, molecular e metálico.
03. (ProfSM) O ponto de fusão normal dos elementos químicos 
varia bastante ao longo da tabela periódica. Entre os elementos 
sólidos em condições ambientais, encontramos desde pontos de 
fusão baixos, como o do frâncio (27oC), até elevadíssimos, como 
o do tungstênio (3410oC). Em cada item a seguir, os elementos 
pertencem a uma mesma família da tabela periódica e estão em 
ordem crescente de número atômico. Assinale a correta ordem 
de ponto de fusão normal:
A) B < Al < Ga
B) Zn < Cd < Hg
C) Li < Na < K
D) F
2
 > Cl
2
 > Br
2
E) Cu > Ag < Au
04. (ProfSM) São conhecidos os números atômicos: B = 5, C = 6, 
N = 7, O = 8. Aplicando-se a Teoria do Orbital Molecular, pode-se 
concluir que a espécie química que possui ordem de ligação tal 
que corresponde a uma ligação σ (sigma) e duas ligações π (pi) é:
A) B
2 
B) C
2
C) NO 
D) NO+ 
E) NO‒
05. (ProfSM) Assinale a alternativa em que as espécies químicas estão 
em uma sequência correta de suas ordens de ligação:
A) O
2
− < O
2
 < O
2
2− < O
2
2+ < O
2
+
B) O
2
 < O
2
− < O
2
2− < O
2
2+ < O
2
+
C) O
2
2+ < O
2
+ < O
2
 < O
2
− < O
2
2−
D) O
2
2− < O
2
− < O
2
 < O
2
+ < O
2
2+
E) O
2
2+ < O
2
− < O
2
 < O
2
+ < O
2
2−
06. (ProfSM) Assinale a alternativa que contém espécies químicas em 
sequência da ordem de ligação diatômica crescente:
A) H
2
,O
2
, N
2
 e CO
2 
B) K
2
, Na
2
+, CO e NO
2
−
C) NO+, NO, NO− e CN− 
D) B
2
, O
3
, C
2
 e F
2
E) He
2
+, O
2
2−, O
2
− e O
2
2+
07. (ProfSM) Arseneto de gálio (GaAs) é um semicondutor muito 
utilizado na construção de circuitos integrados. A adição de selênio 
a esse material resulta em um:
A) semicondutor extrínseco do tipo p.
B) semicondutor extrínseco do tipo n.
C) semicondutor intrínseco do tipo p.
D) semicondutor intrínseco do tipo n.
E) isolante elétrico, pois o selênio é um ametal.
08. (ProfSM) Certo material é condutor elétrico quando puro a 
25ºC e 1 atm, sendo insolúvel em água nessas condições. Sua 
condutividade elétrica no estado sólido diminui com o aumento 
da temperatura. Tal material pode ser:
A) Germânio.
B) Bismuto.
C) Fulereno.
D) Carbonato de cálcio.
E) Quartzo.
09. (ProfSM) Uma aplicação interessante dos semicondutores é a 
sua utilização nas baterias solares. Uma célula solar de silício é 
composta de uma pastilha de silício (
14
Si) dopada com arsênio 
(
33
As) sobre a qual é colocada uma fina camada de silício dopado 
com boro (
5
B). Quando o dispositivo não está iluminado, há um 
equilíbrio entre elétrons e orbitais vazios (lacunas) na interface 
entre as duas camadas, que é chamada de junção p-n. Quando 
a luz incide na superfície da célula, o equilíbrio é rompido. Ocorre 
absorção de energia, permitindo o fluxo de elétrons. Esta corrente 
elétrica pode ser usada para operar um motor, uma calculadora 
portátil, ou executar qualquer outra tarefa. Podemos afirmar que a 
corrente elétrica obtida quando a luz incide na superfície da célula 
decorre do movimento de elétrons através de um fio condutor:
A) do semicondutor de Si-As (tipo p) para o semicondutor de Si-B 
(tipo n).
B) do semicondutor de Si-B (tipo p) para o semicondutor de Si-As 
(tipo n).
C) do semicondutor de Si-As (tipo n) para o semicondutor de Si-B 
(tipo p).
D) do semicondutor de Si-B (tipo n) para o semicondutor de Si-As 
(tipo p).
E) do semicondutor de As-B para o semicondutor de Si.
10. (ProfSM) A alternativa que contém o elemento que, adicionado ao 
germânio, possibilita a formação de um semicondutor extrínseco 
do tipo n é:
A) Boro (Z = 5) B) Alumínio (Z = 13)
C) Oxigênio (Z = 8) D) Arsênio (Z = 33)
E) Cloro (Z = 17)
11. (ProfSM) A Teoria das Bandas Eletrônicas visa fornecer uma 
explicação para a estrutura dos materiais baseando-se em 
uma configuração eletrônica constituída de agrupamentos de 
níveis eletrônicos, destacando-se a banda de valência e a banda 
de condução. De acordo com essa teoria, um aumento de 
temperatura influencia a condutividade elétrica dos condutores 
metálicos e dos semicondutores, de tal modo que:
A) A condutividade elétrica aumenta em ambos.
B) A condutividade elétrica diminui em ambos.
C) A condutividade elétrica do condutor metálico aumenta e a 
do semicondutor diminui.
D) A condutividade elétrica do condutor metálico diminui e a do 
semicondutor aumenta.
E) Um condutor metálico, mas não um semicondutor, pode se 
tornar um supercondutor de eletricidade.
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Módulo de estudo
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12. (ProfSM) Descreva a influência do aumento da temperatura sobre 
a condutividade elétrica de um:
A) Condutor metálico.
B) Semicondutor.
13. (ProfSM) Semicondutores elétricos são utilizados na fabricação 
de microchips, sendo de grande importância tecnológica. 
Com relação a esse tipo de material, descreva o que quer dizer 
“semicondutor extrínseco do tipo p”.
14. (ProfSM) Considere a molécula de diboro (B
2
) descrita pela Teoria 
do Orbital Molecular.
A) Represente o diagrama de energia dos orbitais moleculares 
para essa molécula.
B) Escreva a configuração eletrônica da molécula.
C) Classifique-a quanto à susceptibilidade magnética (diamagnética 
ou paramagnética).
D) Indique sua ordem de ligação.
E) Racionalize essa ordem de ligação em termos de quantidade 
de ligações σ e π.
15. (ProfSM) Considerando a teoria do orbital molecular, represente 
um diagrama de energia para o íon de N
2
2+ e explique sua ordem 
de ligação, bem como sua susceptibilidade magnética. Admita 
que a ordem de energia dos orbitais moleculares seja a mesma 
que na molécula de N
2
.
Gabarito
01 02 03 04 05 06 07 08
E E E D D D B B
09 10 11 12 13 14 15
C D D – – – –
– Demonstração
Anotações
SUPERVISOR(A)/DIRETOR(A): MARCELO PENA – AUTOR(A): SÉRGIO MATOS
naldo/REV.: SARAH