Ligações químicas 1

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Unidade 3 – Ligações Químicas (Parte 1)
Professora: Tatiana de Freitas Silva
Introdução
✓Um dos aspectos mais intrigantes da química é o estudo das forças que agem entre
os átomos. As mais fortes destas forças , denominadas ligações químicas, são forças
que unem átomos formando moléculas, agrupamentos de átomos ou sólidos iônicos.
✓A existência de compostos é o ponto central da ciência química e, por isso, este
assunto é o mais fundamental dessa ciência.
✓Ao saber como as ligações se formam, podemos entender como os químicos
projetam novos materiais. Ex.: sangue artificial, novos fármacos, telefones celulares e
fibras sintéticas.
Introdução
✓A ligação química, é a junção de dois átomos. Forma-se uma ligação química entre
dois átomos se o arranjo resultante dos dois núcleos e seus elétrons tem menor
energia do que a energia total dos átomos separados.
✓Se o abaixamento de energia pode ser obtido pela transferência completa de um ou
mais elétrons de um átomo para o outro, formam-se íons e o composto mantém-se
pela atração eletrostática entre os íons. Ex. Na e Cl.
Introdução
✓Se a diminuição de energia pode ser atingida pelo compartilhamento de elétrons, os
átomos unem-se por uma ligação covalente para formar moléculas discretas. Ex. H2 e
N2 para formar NH3.
✓O terceiro tipo é a ligação metálica, na qual cátions e grande número são mantidos
juntos por um número grande de elétrons. Ex. Pedaço de cobre.
Introdução
✓As mudanças de energia que respodem pela formação de ligações ocorrem quando
os elétrons de valência dos átomos (elétrons da camada mais externa) mudam de
posição.
✓Podemos, então, explicar a formação de ligações usando estruturas eletrônicas dos
átomos.
✓As nossas teorias mais atuais da ligação química tiveram origem no trabalho de G. N.
Lewis.
Ligações Iônicas
Uma ligação iônica é consequência da atração eletrostática entre íons de cargas
opostas.
✓Vimos em tabela periódica que os metais possuem baixa energia de ionização
(baixa eletronegatividade) e portanto a tendência de doar elétrons.
✓Para isso, é necessário que o átomo receba energia, que para os metais será
extremamente baixo.
Na(g) + 494 kJ/mol → Na+1(g) + e-
Ligações Iônicas
✓Assim, a tendência de os metais doarem elétrons é muito maior do que dos
ametais.
✓Os ametais têm alta eletronegatividade e possuem a tendência oposta, isto é,
tendência de atrair elétrons.
Cl(g) + e- → Cl -1 (g) + 349 kJ/mol 
✓Como o processo ocorre com liberação de energia, isso significa que ele passa
para um estado de maior estabilidade.
Ligações Iônicas
A contribuição que falta é a forte atração coulômbica (eletrostática) entre os íons de
cargas opostas no sólido. Quando os íons Na e Cl se juntam para formar um sólido
cristalino, a atração mútua libera uma grande quantidade de energia.
Na+(g) + Cl-(g) → NaCl(s) + 787 kJ/mol
Assim, a mudança liquida no processo global:
Na(g) + Cl(g) → NaCl(s)
BGE: 145 – 787 = -642 kJ/mol
Ligações Iônicas
✓De forma geral, os elementos metálicos podem perder seus elétrons de valência
para formar cátion.
✓Os elementos não metálicos acomodam os elétrons em suas camadas de valência e
tornam-se ânions.
✓Este modelo iônico, é particularmente apropriado para compostos binários entre
elementos metálicos e não-metálicos, especialmente os do bloco s.
✓Um sólido iônico é um conjunto de cátions e ânions empacotados em um arranjo
regular.
✓Os sólidos iônicos são um exemplo de sólidos cristalinos formados por átomos,
moléculas ou íons empacotados em um padrão regular.
Configurações eletrônicas dos íons
✓Podemos predizer as fórmulas mais prováveis dos compostos iônicos binários a
partir da estrutura eletrônica de seus cátions e ânions.
✓No caso de um ânion monoatômico, adicione elétrons até atingir a configuração do
próximo gás nobre.
✓A transferência de elétrons resulta na formação de um octeto de elétrons na amada
de valência de cada átomo.
✓Os metais adquirem um octeto (ou duplete) pela perda de elétrons, e os não-metais
pelo ganho de elétrons.
Teoria do Octeto
✓Segundo a Teoria do octeto, os átomos se unem, doando (que é o caso dos metais) e
recebendo, (que é o caso dos ametais) elétrons para adquirir configuração eletrônica
semelhante a de um gás nobre.
✓ A configuração eletrônica semelhante a de um gás nobre propõe ou gera
estabilidade para os átomos, pois os gases nobres são os únicos elementos da natureza
que são estáveis por si só, que não precisam realizar ligação química.
Teoria do Octeto
✓Quando ocorre a estabilização dos átomos ligantes também ocorre mudanças nas
eletrosferas desses átomos.
✓Em condições normais, os únicos elementos cujos átomos são estáveis na forma
isolada são os gases nobres.
✓Dessa forma, quando os átomos se ligam, suas configurações eletrônicas tendem a
ficar semelhante à dos gases nobres.
✓Essa explicação é conhecida como Regra do Octeto – “Os átomos se ligam, doando,
recebendo ou compartilhando elétrons, para adquirir configuração eletrônica
semelhante a de um gás nobre”.
Teoria do Octeto
✓Um dos exemplos de ligações químicas que seguem a regra do octeto é o caso da
ligação iônica.
✓A representação da ligação ocorre segundo a teoria desenvolvida por Lewis.
Símbolo de Lewis
✓Lewis inventou uma forma simples de mostrar os elétrons de valência quando os
átomos formam ligações iônicas.
✓Cada elétron é um ponto e arranjou-os em torno do símbolo do elemento.
✓Um ponto representou um único elétron em um orbital e um par de pontos
representa dois elétrons emparelhados partilhando o orbital.
Ex. :
✓O símbolo de Lewis é um resumo visual a configuração dos elétrons de valência
de um átomo que permite acompanhar os elétrons quando um íon se forma.
Teoria de Lewis
Portanto, no modelo desenvolvido por Lewis, representam-se os átomos com a
respectiva quantidade de elétrons na última camada. Se utilizarmos o modelo para
a ligação já estudada (Sódio e Cloro), temos a seguinte representação:
Teoria de Lewis
✓Existe possibilidade de um elemento formar vários íons chamamos de valência
variável. Ex. Estanho
SnO (Estanho (II))
SnO2 (Estanho IV)
✓Os átomos de muitos metais do bloco d e p podem apresentar valência variável.
Teoria de Lewis
Quando ocorre a ligação iônica, os íons de cargas opostas se atraem e ficam unidos.
Essa união formará compostos iônicos que possuem as seguintes características:
•Os compostos iônicos em sua maioria são sólidos à temperatura ambiente;
•Possuem pontos de fusão e ebulição elevados;
•Conduzem corrente elétrica na fase líquida ou quando dissolvidos;
•Os compostos iônicos apresentam dureza elevada;
• Agregam-se na forma de cristais (retículos cristalinos).
Exercícios
1) Ano: 2016 Banca: FUNCAB Órgão: PC-PA Prova: Papiloscopista
A substância química cuja estrutura apresenta somente ligações iônicas é a 
seguinte:
a)NaBr
b)O2
c)H2SO4
d)CO2
e)NH3
https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/funcab-2016-pc-pa-papiloscopista
Exercícios
2) Dos compostos abaixo, qual não realiza ligação iônica?
a) NaCl
b) Mg(Cl)2
c) CaO
d) HCl
e) Na2O
Exercícios
3) Considere os seguintes elementos químicos e
as suas respectivas famílias ou grupos na Tabela
Periódica:
Alguns desses elementos realizam ligações
iônicas entre si, formando compostos. Indique
qual das fórmulas unitárias dos compostos
formados a seguir está incorreta:
a) Al3O2
b) NaCl
c) Li2O
d) MgCl2
e) AlF3