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a) A molécula de glicose é polar ou apolar? polar b) A glicose é solúvel em água? polar c) A glicose é solúvel em pentano? CH3CH2CH2CH2CH3 apolar d) Quais sítios na glicose poderão formar ligações de hidrogênio? molécula de glicose polar 2 Sólidos iônicos apresentaram solubilidade em água? Íon – dipolo permanente 3 Sólidos Iônicos, moleculares e covalentes • De acordo com a natureza das ligações inter e intra- moleculares, os sólidos classificam-se em: - sólidos iónicos (interações eletrostática); -sólidos moleculares (dipolo, dipolo induzido e ligações de hidrogênio); - Sólidos covalentes – ligações entre átomos. 4 Sólidos Covalentes 5 Um sólido covalente é aquele cujos átomos que o constituem se encontram unidos mediante ligações covalentes, que determinam a sua rede cristalina. Alguns exemplos desses compostos são: diamante (C), grafita (C), dióxido de silício (SiO2). Castranova, V., “Signaling pathways controlling the production of inflammatory mediators in response to crystalline silica exposure: Role of reactive oxygen/nitrogen species” (2004), É um dos óxidos mais abundantes na crosta terrestre. Ocorre na forma de pedra, areia e quartzo. 66 A rede de sílica se estende pelo espaço através de ligações covalente entre os átomo de sílico e oxigênio. A força das ligações são extremamente forte fato que podemos observar nos pontos de fusão e ebulição. Ponto de fusão 1713 °C Ponto de ebulição > 2200 °C 7 Sólidos covalentes diferenciam dos moleculares enquanto macromoléculas que formam uma rede covalente altamente estável. Fulereno-60 8 Sólidos iônicos 9 Par iônico – são dois átomos carregados com cargas opostas, sendo um o ânion (carga negativa) e o outro o cátion (carga positiva). Exemplos de sólidos iônicos: NaCl, KCl, NaF, MgBr2 10 Cargas Opostas = Atração Cargas Iguais = Repulsão INTERAÇÃO ELETROSTÁTICA 11 Quais elementos da tabela periódica formam cátion? Quais elementos da tabela periódica formam ânions? 12 13 A ligação iônica 14 Propriedades dos sólidos Iônicos ❑Toda substância iônica é sólida e forma um retículo cristalino, nas condições ambientes. ❑Os pontos de Fusão (PF) e de ebulição (PE) são bem altos. ❑As substâncias iônicas conduzem corrente elétrica quando fundidas ou quando dissolvidas em água. 15 16 Uma propriedade físico-química importante das soluções é a sua condutividade elétrica Condutividade elétrica é a capacidade das soluções de conduzir uma corrente elétrica devido ao movimento de íons presentes na solução. 17 18 Por que o NaCl conduz corrente elétrica no estado líquido ou aquoso e não conduz no estado sólido? 19 http://blogdequimica2014.blogspot.com/2014/10/ligacoes-ionicas.html Os eletrólitos são responsáveis pela condução de eletricidade em uma solução aquosa e essa condução é feita pelos íons formados. 20 Exemplos comuns de substâncias que comportam-se como eletrólitos. 2121 É a quebra da ligação covalente, devido à diferença de eletronegatividade entre os átomos ligantes, com a formação de íons 2222 H – Cl H2O+ H3O + Cl+ – A IONIZAÇÃO ocorre em COMPOSTOS MOLECULARES 2323 Neste fenômeno os íons apenas são separados A dissociação ocorre com os compostos iônicos 24 • No NaCl sólido, por mais que ele seja formado por íons (partículas carregadas), estes não estão livres para se movimentarem e assim conduzir corrente elétrica. Eles estão “presos” no retículo cristalino. • No NaCl líquido ou aquoso, os íons estão livres para se movimentarem, logo, conduz corrente elétrica. 25 26 Dissociação de compostos iônicos 27 Reticulo cristalino • Aglomerado de íons que se organizam numa forma geométrica. 28 Empacotamento dos íons Na E Cl numa cristal de NaCl 29 30 • A solvatação é um mecanismo de dissolução em que íons negativos e positivos ficam envoltos por moléculas de solvente NO CASO A ÁGUA. • Entropia (S) do sistema aumenta. • Interações entre íons do sal e os dipolos da molécula de água.. 31 • Colocando- se sal de cozinha na água, a “extremidade negativa” de algumas moléculas de água tende a atrair os íons de Na+ do reticulado cristalino; e a “extremidade positiva” das moléculas de água tende a atrair os íons de Cl- do reticulado. • Desse modo, a água vai desfazendo o reticulado cristalino do NaCl, e os íons Na+ e Cl- entram em solução, cada um deles envolvido por várias moléculas de água. • Esse fenômeno é denominado solvatação de íons. 32 Sólidos Moleculares • As unidades constituintes da estrutura são moléculas. • As moléculas podem ser polares ou apolares. • As ligações químicas que se estabelecem entre as unidades constituintes da estrutura são ligações dipolo-dipolo, ligações de hidrogenio e dipolo induzido. • Ex: sacarose, parafina, iodo, etc. 33 34 Fórmula da molécula de sacarose C12H22O11 35 • Moléculas de sacarose – quando em solução aquosa não liberação de íons, pois as ligações são do tipo covalente. Portanto, não irá conduzir eletricidade nem no estado sólido e nem no líquido. não-eletrólitos A água pura é boa condutora de eletricidade? 36 A água pura exibe uma pequena condutividade elétrica (ínfima) devido à baixa concentração dos íons hidrogênio, H + , e hidróxido, OH-. 37 A água pura não é bom eletrólito. Eletrólitos fortes são substâncias que se dissociam ou se ionizam totalmente em solução aquosa. NaCl e HCl. Eletrólitos fracos são substâncias que se ionizam parcialmente em solução aquosa. ácido fluorídrico HF. 38 Exercício: Para o estudo das relações entre o tipo de ligação química e as propriedades físicas das substâncias X e Y, sólidas à temperatura ambiente, foram realizados experimentos que permitiram concluir que: - A substância X conduz corrente elétrica no estado líquido, mas não no estado sólido. - A substância Y não conduz corrente elétrica em nenhum estado. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que: a) a substância X é molecular e a substância Y é iônica. b) a substância X e Y são iônicas. c) a substância X é iônica e a substância Y é molecular. d) as substâncias X e Y são moleculares. 39 40 Analise a figura acima e responda: a) Que tipo de interação mantém os íons unidos no retículo cristalino do sal? Interações eletrostática. b) Qual o nome do fenômeno observado no item b? solvatação ou dissociação do NaCl em água. c) Na sua opinião o NaCl irá dissolver em CCl4? Não. Por que? Porque o CCl4 é apolar. A B Ligações Interatômicas Ligação iônica x ligação covalente 41 Por que os átomos se ligam? 42 http://zeus.qui.ufmg.br/~qgeral/?page_id=9 http://zeus.qui.ufmg.br/~qgeral/?page_id=9 43 44 ❑Para que a ligação entre os átomos ocorram estes devem aproximar-se um do outro até certa distancia nuclear. ❑Quando os átomos de hidrogênio compartilham dois elétrons eles mantém ligados formando o H2 ❑A molécula de H2 é mais estável do que os átomos de hidrogênios isolados. https://www.deviante.com.br/ https://www.deviante.com.br/noticias/cabelo-cabeleira-cabeluda-descabelada-parte-iv/ 45 “Os átomos estabelecem LIGAÇÕES QUÍMICAS, doando, recebendo ou compartilhando elétrons, a fim de adquirirem a CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA de gás nobre, isto é, com 8 elétrons na última camada e ganharem estabilidade química” Estabilidade eletrônica – a regra do octeto 46 47 48 49 Formação do Cátion: Ocorre quando um átomo perde elétron. Na (g) Na + (g) + 1e - Formação do Ânion: Ocorre quando um átomo recebe elétron. Cl (g) + 1e - Cl-(g) Na + (g) + Cl - (g) NaCl(s) Formação de um sólido a partir de seus íons. A formação do NaCl 50 O átomo de sódio (Na) pertence ao primeiro grupo da tabela periódica, (Grupo 1), e ao terceiro período, (Camada M), consequentemente apresenta um elétron na camada de valência. A sua Energia de Ionização é de 496 kJ.mol-1. O átomo de cloro (Cl) pertence ao décimo sétimo grupo da tabela periódica, (Grupo 17), e ao terceiro período,(Camada M), consequentemente apresenta sete elétrons na camada de valência. A sua Afinidade Eletrônica é de 348 kJ.mol-1. Na (g) Na + (g) + 1e - Energia Absorvida = 496 kJ.mol-1 Cl (g) + 1e - Cl-(g) Energia Liberada = 348 kJ.mol -1 51 Li (g) Li + (g) + 1e - Energia Absorvida = 124,3 kJ.mol-1 F (g) + 1e - F-(g) Energia Liberada = 79,5 kJ.mol -1 Energia ou potencial de ionização do átomo • Energia mínima necessária para retirar um elétron do átomo no seu estado fundamental (Z = número de prótons = número de elétrons). • Para retirar um elétron do átomo no seu estado fundamental eu devo fornecer energia ao átomo. • Quando um ou mais elétrons é retirado do átomo ele dá origem a uma carga positiva, ou seja, um cátion. • Na tabela, a energia de ionização aumenta da esquerda para a direita nos períodos e de baixo para cima nas famílias. 52 • A primeira energia de ionização é sempre menor em relação a segunda energia de ionização. Por que? 53 • Qual elemento com maior potencial de ionização na tabela e qual o menor? Por que? 54 5555 Teoria de Lewis • Foi proposta em 1916 pelo físico e químico norte-americano Gilbert Newton Lewis. • Esta notação consiste numa representação esquemática da camada de valência de cada átomo. 56 57 58 Faça a representação de Lewis para os sais NaBr, CaCl2, KCl e K2Br 59 Hidretos a) Hidreto iônico: • Apresenta um elemento metálico acompanhando o hidrogênio. Os elementos metálicos mais comuns são os metais alcalinos, alcalino terrosos (com exceção do berílio e do magnésio), Gálio, Índio, Tálio e os lantanídeos. Nos hidretos salinos o hidrogênio tem número de oxidação –1. Exemplos de hidretos iônicos: • NaH = Hidreto de sódio • KH = Hidreto de potássio • CaH2 = Hidreto de cálcio 60 Os hidretos iônicos apresentam as seguintes características: • Sólidos; • Alto ponto de fusão; • Conduzem corrente elétrica (quando no estado líquido); • A maioria sofre decomposição antes de atingir seu ponto de fusão. 61 62 • As ligações covalentes, também denominadas ligações moleculares onde ocorre o compartilhamento de elétrons das suas camadas de valência. 63 64 • A ligação covalente pode ocorrer entre os seguintes elementos: hidrogênio, ametais e semimetais. Os metais nunca participam desse tipo de ligação. • 4A, 5A, 6A, 7A e o hidrogênio. 65 66 • Mais exemplos: Br2 HCl H2O CH4 67 - Os pares de elétrons podem ser organizados em dois tipos: • PL (Pares Ligantes): pares de elétrons que unem os átomos da ligação. • PNL(Pares Não Ligantes) ou pares isolados: pares de elétrons que não participam das ligações. Quanto aos tipos de ligações covalentes entre os átomo 68 69 A B A B A B 70 H2 – Ligação simples – apenas um par de elétron compartilhado. O2 - Ligação dupla – dois pares de elétrons foram compartilhados. N2 - Ligação tripla – três pares de elétrons foram compartilhados. Descrever a estrutura de Lewis para as moléculas. Compostos moleculares • CO2 71 72 7373 Exercícios Escrever a fórmula de Lewis (fórmula eletrônica) e formula estrutural para as moléculas abaixo: Cl2 - cloro F2 - flúor NH3 - amônia HF - ácido fluorídrico H2S - sulfeto de hidrogênio
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