Aula 1 - Modelos atômicos - Ligação química

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Modelos atômicos e 
ligações químicas
Profº Ênio Bruce
eniobruce@hotmail.com
Conteúdo programático
UNIDADE I 
 INTRODUÇÃO À QUÍMICA ORGÂNICA, TEORIA ATÔMICA, LIGAÇÃO IÔNICA, 
LIGAÇÃO COVALENTE E HIBRIDIZAÇÃO. 
 NOMENCLATURA E PROPRIEDADES DE HIDROCARBONETOS ALIFÁTICOS. 
 TÓPICOS DE ESTEREOQUÍMICA I (ALCENOS). 
 NOMENCLATURA E PROPRIEDADES DE HIDROCARBONETOS AROMÁTICOS. 
 NOMENCLATURA E PROPRIEDADES DE COMPOSTOS HALOGENADOS. 
Conteúdo programático
UNIDADE II
 NOMENCLATURA E PROPRIEDADES DE ALCOÓIS, FENÓIS, TIOFENÓIS, ÉTERES E
TIOÉTERES
 NOMENCLATURA E PROPRIEDADES DE ALDEÍDOS E CETONAS, ÁCIDOS
CARBOXÍLICOS E ÉSTERES.
 NOMENCLATURA E PROPRIEDADES DE AMIDAS, TIOAMIDAS E AMINAS
NOMENCLATURA E PROPRIEDADES DE HETEROCÍCLICOS.
Bibliografia
O que é um átomo?
O átomo é a unidade fundamental
da matéria, é a menor fração
capaz de identificar um elemento
químico.
Ele é formado por um núcleo, que
contém nêutrons e prótons, e por
elétrons que circundam o núcleo.
Elétrons
Eletrosfera
Núcleo 
( prótons + nêutrons)
Curiosidades
Se 100 milhões de pessoas
se reduzissem ao tamanho
de átomos, formavam uma
fila de apenas 1cm.
Um ponto final pode
conter mais de 3
milhões de átomos.
Modelos atômicos
Modelos atômicos
Thomson
1856 - 1940
Rutherford
1871 - 1937
Bohr
1885 - 1962
Dalton
1766 – 1844
Schrödinger
1887 - 1961
Modelo de Dalton
A matéria é composta por pequenos
corpúsculos, que não se subdividem – os
átomos;
Os átomos do mesmo elemento são iguais
entre si – têm a mesma massa;
A matéria é formada pela união de
diferentes átomos em proporções definidas.
Bola de bilhar
Modelo de Thomson
 Thomson realizou uma série de
experiências utilizando um tubo de raios
catódicos (tubo semelhante aos tubos
existentes no interior dos televisores).
 Neste tubo, eram efetuadas descargas
elétricas através de um gás rarefeito.
Modelo de Thomson
Linha reta
Tem massa Raio negativo
Modelo de Thomson
 Demonstrou que esses raios podiam ser interpretados como sendo
um feixe de partículas carregadas de energia elétrica negativa.
 Sugeriu que os elétrons eram um constituinte universal da matéria.
Ele apresentou as primeiras ideias relativas à estrutura interna dos
átomos.
 Indicava que os átomos deviam ser constituídos de cargas elétricas
positivas e negativas distribuídas uniformemente.
 Estabeleceu a teoria da natureza elétrica da matéria.
Pudim de passas
Modelo de Rutheford
 Observou que algumas partículas ficavam totalmente
bloqueadas. Outras partículas não eram afetadas,
mas a maioria ultrapassava a folha sofrendo desvios.
 Pelas observações, afirmou que o átomo era nucleado
e sua parte positiva se concentrava num volume
extremamente pequeno, que seria o próprio núcleo. Sistema planetário
Modelo de Rutheford-Bohr
 Os elétrons que giram ao redor do núcleo não giram ao acaso, mas
descrevem órbitas determinadas.
 O átomo é incrivelmente pequeno, mesmo assim a maior parte do
átomo é espaço vazio. O diâmetro do núcleo atômico é cerca de cem
mil vezes menor que o átomo todo. Os elétrons giram tão depressa
que parecem tomar todo o espaço.
Modelo de Rutheford-Bohr
 Quando a eletricidade passa através do átomo, o elétron “pula” para a órbita
maior e seguinte, voltando depois à sua órbita usual.
 Quando os elétrons saltam de uma órbita para a outra resulta luz. Bohr
conseguiu prever os comprimentos de onda a partir da constituição do
átomo e do salto dos elétrons de uma órbita para a outra.
Modelo de Rutheford-Bohr
Modelo nuclear
Modelo de Rutheford-Bohr
TAMBÉM ESTE MODELO APRESENTAVA ALGUMAS FALHAS...
Este modelo adequa-se muito bem a átomos com apenas um elétron,
falhando para átomos com vários elétrons;
Este modelo também não explica a interação entre vários átomos.
No entanto, ainda é o modelo mental utilizado por muitos cientistas, 
visto ser de fácil visualização.
Modelo de Schrödinger
Por volta de 1927, os cientistas deixaram de acreditar que o
elétron teria uma trajetória bem definida em torno do núcleo.
Nuvem eletrônica
Schrödinger propôs seu modelo
Nuvem eletrônica
Modelo da nuvem eletrônica
 Os elétrons movem-se de forma desconhecida
com velocidade elevadíssima;
 O movimento do elétron passou a ser descrito
por uma nuvem eletrônica;
 Quanto mais densa é a nuvem, maior é a
probabilidade de se encontrar aí o elétron;
 A nuvem é mais densa próximo do núcleo, e
menos densa longe do núcleo.
Ligações químicas
Em que consiste a ligação entre dois 
átomos?
Por que o diamante é duro e o sal não, se ambos são
cristais?
 Eles possuem ligações químicas diferentes;
 A ligação química que dá origem ao diamante
é a ligação covalente, molecular ou homopolar;
 Já a ligação que existe no sal comum de cozinha é
a ligação iônica, eletrovalente ou heteropolar.
Ligação covalente do diamante
O diamante e o grafite
diferem pelo arranjo das
ligações de carbono,
chamada de alotropia
Ligações químicas
METAIS AMETAIS
1A 2A 3A
Perdem elétrons
5A 6A 7A
Ganham elétrons
4A
APENAS COMPARTILHAM
ELÉTRONS
Metais e não metais
Metais Não Metais
Formam substâncias simples Formam substâncias simples
No geral, conduzem corrente 
elétrica e calor
No geral, não conduzem 
corrente elétrica e calor
Podem se transformar em 
lâminas e fios
Não se transformam em 
lâminas e fios
No geral, são sólidos nas 
condições ambientes
São sólidos, líquidos ou gases 
nas condições ambientes
Distribuição eletrônica
Gases nobres: modelo de estabilidade
Gases Nobres K L M N O P
Hélio 2
Neônio 2 8
Argônio 2 8 8
Criptônio 2 8 18 8
Xenônio 2 8 18 18 8
Radônio 2 8 18 32 18 8
Teoria do Octeto
Eu ficaria mais nobre sem 
este meu elétron no 3º 
nível. Se você quiser eu 
lhe dou este meu elétron.
Oba! Obrigado! Estava 
mesmo precisando de 
mais um elétron para 
adquirir estabilidade!
Ligação iônica ou eletrovalente
(metais + ametais ou metais + H)
 Como o próprio nome já diz, ligação iônica ocorre com a formação de íons.
 A atração entre os átomos que formam o composto é de origem eletrostática.
 Sempre um dos átomos perde elétrons, enquanto o outro recebe.
 O átomo mais eletronegativo arranca os elétrons do átomo menos eletronegativo.
Ligação iônica e formação de 
íons
11Na: 1s
2 2s2 2p6 3s1 17Cl: 1s
2 2s2 2p6 3s2 3p5 
K = 2 L= 8 M = 1 K = 2 L= 8 M = 7 
11Na
+: 1s2 2s2 2p6 17Cl
-: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
K = 2 L= 8 K = 2 L= 8 M = 8
Fórmula de um composto iônico
Para escrever a fórmula de um composto iônico, é preciso
descobrir a carga do íon formada pelos elementos presentes e
levar em conta que a carga total do composto é nula.
[ Cátion x+ ] y [Ânion
y- ] x
O cátion é escrito à esquerda e o ânion, à direita.
[ Ca 2+ ]1 [ F
- ]2 CaF2
Estrutura dos compostos iônicos
 Esses arranjos de íons, formando figuras
geométricas definidas, são chamados
redes cristalinas ou retículos cristalinos.
 A Figura apresenta a rede cristalina do
cloreto de sódio (NaCl).
Ligação covalente simples
Ocorre entre ametais + ametais ou
ametais + hidrogênio;
Compartilhamento de elétrons;
Ligação fraca devido a repulsão dos
elétrons;
Produz moléculas;
Originam compostos moleculares.
Tipos de ligações covalentes
É a diferença entre o número de elétrons de valência em um átomo isolado e o número
de elétrons atribuídos a esse átomo em uma estrutura de Lewis.
CF = nº elétrons de valência - (nº e- não ligantes + 1/2 nº e- ligantes)
Carga formal
 Indicam uma tendência para acúmulo de carga elétrica;
Separar os elétrons de forma igualitária;
Úteis para discussão da viabilidade das estruturas de Lewis.
Exemplos
Quais as cargas formais do N no NH3 e NH4
+
𝑪𝑭 = 𝟓 − (
𝟏
𝟐
.6) – 2 = 0 𝑪𝑭 = 𝟓 − (
𝟏
𝟐
.8) – 0 = +1
Histórico
 Hámuitos anos surgiu a expressão
COMPOSTOS ORGÂNICOS para indicar as
substâncias produzidas por ORGANISMOS
VIVOS  Teoria da Força Vital;
 Em 1828, o cientista alemão Wöhler
conseguiu produzir ureia a partir do cianato
de amônio, COMPOSTO INORGÂNICO.
O que é química orgânica??
 É o ramo da química que estuda os compostos de CARBONO.
Cafeína Vinagre Glicose
Organógenos
As elementos químicos Carbono, Oxigênio,
Nitrogênio e Hidrogênio juntos
correspondem a 96% da matéria-viva;
Por isso, são chamados de organógenos,
ou seja, formadores de organismo.
Hidrocarbonetos
P.F e P.E aumentam com a massa
molecular;
Fase de agregação
Insolúveis em água;
Densidade menor que a água;
Usado em combustíveis
1 a 4C : gasosos
5 a 17C : líquidos
> 18C : sólidos
Carbono
Elemento não metálico pertencente ao GRUPO 4A
da tabela periódica;
Número atômico igual a 6 ( Z = 6);
Configuração eletrônica: 1s2 2s2 2p2
Ponto de fusão: 3550 ºC
Ponto de ebulição: 4289 ºC Quatro elétron na 
camada de valência
Postulados de kekulé
Friedrich August KEKULE (1829 – 1896)
Postulados de kekulé
O CARBONO É TETRAVALENTE
- Número atômico do carbono é Z = 6
- Tendo 4é em sua última camada eletrônica, o carbono os compartilha com quatro elétrons de
outros átomos, para que se complete o octeto, atingindo-se a configuração estável. Por exemplo,
a estrutura do metano (CH4) é:
(1º postulado)
2º Postulado
segundo postulado de Kekulé.
2º Postulado
O CARBONO FORMA LIGAÇÕES MÚLTIPLAS
Um átomo de carbono pode estabelecer duas
ou três ligações com um segundo átomo,
formando, respectivamente, uma ligação dupla
ou uma ligação tripla.
3º Postulado
O CARBONO FORMA CADEIAS
O átomo de carbono tem uma
capacidade extraordinária de se ligar a
outros átomos — C, O, N, etc.—
formando encadeamentos ou cadeias
curtas ou longas e com as mais
variadas disposições.
Distribuição Eletrônica
Distribuição Eletrônica
Representação
esquemática de um 
orbital.
Representação
esquemática de um par 
de elétrons com spins 
opostos.
Subnível s (1 orbital = 2 elétrons)
Subnível p (3 orbitais = 6 elétrons)
Subnível d (5 orbitais = 10 elétrons)
Subnível f (7 orbitais = 14 elétrons)
1H
1s1
O hidrogênio faz uma
ligação, pois possui 1 
orbital semi-preenchido
7N
1s2 2s2 2p3
O nitrogênio faz três
ligações, pois possui 3 
orbitais semi-
preenchidos
Distribuição Eletrônica
17Cl
1s2 2s2 2p6
3s2 3p5
O cloro faz uma ligação, 
pois possui 1 orbital 
semi-preenchido
Distribuição Eletrônica
Conclusão
O número de orbitais semi-preenchidos
corresponde a quantidade de ligações
químicas que o elemento precisa fazer
com os demais elementos.
Classificação Carbono
 Carbono primário
Ligado diretamente, no máximo, a
um outro carbono
 Carbono secundário
Ligado diretamente a dois outros
carbonos
Classificação Carbono
 Carbono terciário
Ligado diretamente a três outros 
carbonos
 Carbono quaternário
Ligado diretamente a quatro outros 
carbonos
Hibridização do carbono
Triangular
Linear
Tetraédrica
Hibridização do carbono
Estado fundamental
Estado excitado
sp2
sp
Ligações sigma (δ) e pi (π)
Força das ligações
Carbono quiral ou assimétrico
Possui quatro ligantes diferentes e seu isômero é 
exatamente a sua imagem especular!!
Vamos praticar!!
Considere a cadeia a seguir:
Os carbonos numerados classificam-se respectivamente como:
a) primário, terciário, quaternário, secundário
b) primário, quaternário, secundário, terciário
c) secundário, quaternário, terciário, primário
d) terciário, secundário, primário, quaternário
e) terciário, primário, secundário, quaternário
Tipos de fórmula estrutural
Tipos de fórmula estrutural
Tipos de fórmula estrutural
Tipos de fórmula estrutural
Classificação cadeias carbônicas
Quanto ao fechamento da cadeia 
Acíclica ou alifática (aberta) Cíclica (fechada)
l
l
– C – C – C –
l
l l
l
H2C
H2C
CH2
ou
H2C
Classificação cadeias carbônicas
Quanto a disposição dos átomos 
Normal (Linear) Ramificada
l
l
– C – C – C – C – C –
l
l l l l
l l l
– C – C – C – C – C
l
l
l l l
l l l l
CH3
l
Classificação cadeias carbônicas
Quanto a presença de átomos
Homogênea Heterogênea
l
l
– C – C – C –
l
l l
l l
– C – O – C –
l
l l
Heteroátomos
- O - ; -N= ; - S -
Classificação cadeias carbônicas
Quanto a cadeia carbônica fechada
Cíclica (Alicíclica) Aromática
Possui núcleo ou anel benzênico
Classificação cadeias carbônicas
Quanto aos tipos de ligação
Saturada Insaturada
l
l
– C – C – C – C – C –
l
l l l l
l l l
– C – C = C – C – C
l
l
l
l l l l
l
Vamos praticar!!
O gosto amargo característico da cerveja, deve-se ao composto mirceno, proveniente
das folhas de lúpulo, adicionado à bebida durante a sua fabricação.
A fórmula estrutural do mirceno apresenta: 
a) um carbono terciário
b) cadeia carbônica saturada e ramificada
c) cinco carbonos primários
d) cadeia acíclica e insaturada
e) cadeia carbônica heterogênea
Vamos praticar!!
Vamos praticar!!
Vamos praticar!!
A morfina, alcalóide do ópio extraído da papoula, pode ser sintetizada em laboratório,
tendo como um dos seus precursores o composto com a seguinte estrutura:
A geometria dos carbonos com números 1, 2 e 3 é, respectivamente:
a) tetraédrica, trigonal, linear.
b) linear, tetraédrica, trigonal.
c) tetraédrica, linear, trigonal.
d) trigonal, tetraédrica, linear.
e) linear, trigonal, tetraédrica.
Vamos praticar!!
Podemos classificar a cadeia carbônica abaixo da seguinte forma:
a) aromática, ramificada, saturada e heterogênea.
b) aromática, normal, insaturada e homogênea.
c) alicíclica, ramificada, saturada e homogênea.
d) alifática, ramificada, insaturada e heterogênea.
e) alifática, normal, insaturada e homogênea.
Vamos praticar!!
Dado o composto:
Assinale a opção que classifica corretamente a cadeia carbônica:
a) acíclica, insaturada, heterogênea.
b) cíclica, insaturada, heterogênea.
c) mista, saturada, homogênea.
d) mista, insaturada, heterogênea.
e) cíclica, saturada, homogênea.
Vamos praticar!!
FIM!