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De acordo com Lewis, a ligação química covalente é caracterizada pelo compartilhamento de elétrons entre átomos. A tendência é que os átomos adquiram configuração eletrônica de um gás nobre, com oito elétrons no nível de valência ➞ regra do octeto. De acordo com a IUPAC ➞ região com densidade eletrônica alta entre os núcleos, que surge, pelo menor em parte, do compartilhamento de elétrons e dá origem a uma força de atração e a uma distância internuclear características ➞ Engloba a ideia de Lewis e acrescenta a ideia de força de atração e distância nuclear. Na ligação covalente existe: Forças atrativas entre o núcleo e os elétrons Forças repulsivas: Elétron-elétron; Núcleo-núcleo Representação das Moléculas Moléculas Diatômicas 1º passo ➞ Determinar o número total de elétrons de valência para a molécula. 2º passo ➞ Ligar os átomos: um traço representa um par de elétrons compartilhados. 3º passo ➞ Colocar os elétrons restantes, aos pares, nos átomos que estão ligados. Uma outra forma de representação é deixar o par de elétrons ligantes explícitos, entretanto, a outra forma de representação é mais aceita pela IUPAC. http://beatrizsousa99.blogspot.com/2013/12/reepresentacao-das-ligacoes- numa.html 4º passo ➞ Verificar se os dois átomos completaram o octeto. 5º passo ➞ Se necessário, redistribuir os elétrons até que cada átomo complete o octeto. Ordem e Ligação Indica o número de pares de elétrons compartilhados entre os dois átomos. OL = número de pares de elétrons compartilhados entre os átomos X e Y/ número mínimo de interações que mantém os átomos X e Y unidos Quando tratamos de moléculas diatômicas o denominador será 1. Quando tratamos de moléculas poliatômicas o denominador irá variar - o denominador será o número de interações. Obs: Interação é diferente de ligação! Ex: CL2 1 elétron sendo compartilhado/1 = 1 ➞ Ligação simples. http://beatrizsousa99.blogspot.com/2013/12/reepresentacao-das-ligacoes-numa.html http://beatrizsousa99.blogspot.com/2013/12/reepresentacao-das-ligacoes-numa.html O2 2 elétrons sendo compartilhados/1 = 2 ➞ Ligação Dupla. Cargas Formais Carga que um átomo teria se as ligações fossem perfeitamente covalentes e o átomo tivesse exatamente a metade dos elétrons compartilhados nas ligações. CF = Ev – ( 1/2Epc + Epi) Ev ➞ Elétrons de valência Epc ➞ Elétrons dos pares compartilhados Epi ➞Elétrons dos pares isolados. Carga formal é calculada para cada átomo da molécula. H – H CF = 1 (camada de valência do H) – (1/2 * 2 (2 elétrons envolvidos no compartilhamento) +0) = 0 Quando a carga formal for 0 temos uma estrutura estável! Cl2 CF = 7 – (1/2 * 2 + 6) = 0 Regras Importantes para o uso das cargas formais A soma das cargas formais dos átomos é igual à carga elétrica da molécula ou íon. Em relação as cargas formais, não são eletricamente favoráveis: Cargas iguais em átomos que formam uma ligação química. Cargas opostas em átomos separados por duas ligações químicas. Cargas múltiplas em qualquer átomo. Cargas em desacordo com eletronegatividade Moléculas Poliatômicas 1º passo ➞ Determinar o número total de elétrons de valência para a molécula (considerando a carga elétrica). 2º passo ➞ Escolher átomo central (com menor de energia de ionização; forma o maior número de ligações). 3º passo ➞ Ligar o átomo central aos átomos terminais: um traço representa um par de elétrons compartilhados. 4º passo ➞ colocar os elétrons restantes, aos pares, nos átomos terminais. Se ainda sobrar elétrons, coloca-los no átomo central. 5º passo ➞ Verificar se os dois átomos completaram o octeto. 6º passo ➞ Se necessário, redistribuir os elétrons até que cada átomo complete o octeto. https://www.todoestudo.com. br/quimica/estrutura-de-lewis Espécies que não obedecem a regra do octeto Espécies radicalares ➞ NO Espécies que apresentam um elétron desemparelhado são denominadas de radicais. As espécies radicalares, geralmente, possuem contagem total de elétrons ímpar. As espécies radicalares são muito reativas e estão envolvidas em processos de degradação da https://www.todoestudo.com.br/quimica/estrutura-de-lewis camada de ozônio, deterioração de alimentos e o envelhecimento Espécies deficientes em elétrons ➞ BF3 e BeF2 Átomos localizados nos grupos 2 e 13 da Tabela Periódica formam estruturas estáveis com menos de 8 elétrons. Expansão do Octeto Átomos localizados a partir do 3º período da Tabela Periódica podem acomodar mais de 8 elétrons (expansão do octeto) Ligação Covalente: Energia e comprimento de ligação https://blogdorafaelmori.wordpress.com/2019/11/06/estrutura-da-materia-10-ligacoes-e- interacoes-conceitos-basicos/ Em gráficos, podemos observar que: A medida que os átomos se aproximam e começam a ter uma interação núcleo- elétron, ou seja, a formação de uma ligação química, a energia do sistema tende a diminuir até chegar um ponto de mínimo. Entretanto, caso esses átomos se aproximem ainda mais é observado que a energia do sistema aumenta de maneira muito rápida. Assim, no gráfico podemos identificar 3 regiões: A região da direita na qual prevalece a energia de atração. A região de mínimo que caracteriza a formação da ligação química ➞ nesse ponto as forças atrativas são maiores que a energia repulsiva. A região do aumento rápido de energia em função do aumento da energia de repulsão. Informações Importantes: Energia de Dissociação ➞ energia necessária para separar átomos ligados A força da ligação química é medida pela energia de dissociação (Ed). Comprimento da Ligação Química ➞ Valor encontrado no eixo de distância (x) quando na região mínima. Ele evidencia a distância entre os núcleos quando a molécula é formada. Podemos interpretar as forças das ligações químicas observando as regiões de mínimo e comprimento de ligação. Maior região de mínimo ➞ Maior a força. Maior o comprimento de ligação ➞ Menor a força. Fatores que afetam a energia de dissociação Pares eletrônicos isolados estão relacionados com a fragilidade da ligação ➞ esses elétrons irão repelir o par eletrônico compartilhado. Variação de raio também está relacionada a força da ligação ➞ Raios maiores estão ligados a comprimento de ligação maior e isso implica em uma ligação mais baixa. https://blogdorafaelmori.wordpress.com/2019/11/06/estrutura-da-materia-10-ligacoes-e-interacoes-conceitos-basicos/ https://blogdorafaelmori.wordpress.com/2019/11/06/estrutura-da-materia-10-ligacoes-e-interacoes-conceitos-basicos/ A ordem de ligação não pode ser usada para comparar a força de ligações químicas diferentes. Variação do comprimento de ligação O comprimento de ligação é a soma do raio do átomo A + soma do raio do átomo B Ressonância é característica de estruturas que possuem o mesmo arranjo de átomos (mesma conectividade) e diferentes arranjos de elétrons. Os elétrons são deslocalizados na molécula e isso diminui sua energia. Algumas moléculas podem ser representadas por mais de uma estrutura de Lewis. https://www.fcav.unesp.br/Home/departamentos/tecnologia/LUCIANAMARIASARAN/g abarito-da-2-avaliacao-de-quimica-geral.pdf Basicamente, o que está alterado nas estruturas apresentadas é a distribuição de elétrons nas representações. Essas estruturas estão intercomunicadas por uma seta dupla que caracteriza a existência de ressonância equivalente. Identificação de ressonâncias Por meio das cargas formais CF = 6 – (1/2* 2 + 6) = -1 CF = 6 – (1/2 * 6 +2) = +1 CF= 6 – (1/2 * 4 +4 ) = 0 CF= 6 – (1/2 * 4 +4 ) = 0 CF = 6 – (1/2 * 6 +2) = +1 CF = 6 – (1/2* 2 + 6) = -1 Por meio da ordem de ligação: OL = 3/2 = 1,5Ordem de ligação fracionada é um indício de estruturas de ressonância. Comprimento de ligações O valor de comprimento de onda não tem caráter de ligação simples nem dupla, mas sim um caráter intermediário. https://www.respondeai.com.br/conteudo/ligacoes-covalentes/exercicios/representa- todas-formas-ressonancia-ion-s-4866 Não é possível representar a estrutura real do íon perclorato por meio de uma estrutura de íon Na representação, escolha a estrutura que contribua mais para o estado híbrido de ressonância. ➞ Apresenta mais cargas formais igual a 0 e carga formal negativa no átomo mais eletronegativo. Eletronegatividade Propriedade definida por Pauling e que expressa a capacidade de atração dos elétrons exercida por um átomo que participa de uma ligação. A escala de eletronegatividade introduzida por Pauling é a mais conhecida. Nela a diferença relativa de eletronegatividade é definida com base na energia de dissociação das ligações (Ed) https://www.fcav.unesp.br/Home/departamentos/tecnologia/LUCIANAMARIASARAN/gabarito-da-2-avaliacao-de-quimica-geral.pdf https://www.fcav.unesp.br/Home/departamentos/tecnologia/LUCIANAMARIASARAN/gabarito-da-2-avaliacao-de-quimica-geral.pdf https://www.respondeai.com.br/conteudo/ligacoes-covalentes/exercicios/representa-todas-formas-ressonancia-ion-s-4866 https://www.respondeai.com.br/conteudo/ligacoes-covalentes/exercicios/representa-todas-formas-ressonancia-ion-s-4866 XA – XB = √(Ed(A-B) – ½ [ Ed (A-A) + Ed (B- B)]) A escala é escolhida de modo que a eletronegatividade do hidrogênio seja Xh= 2,1. Há dificuldade na escolha do sinal da raiz quadrada, que determina o sinal XA-XB. Paulin fez essa escolha intuitivamente. Há várias escalas conhecidas. Muliken correlaciona a energia de ionização (EI) e afinidade eletrônica dos átomos (AE). X = ½ (EI + AE) Quando a diferença de eletronegatividade for maior que 0 a molécula é polar. Quando a diferença de eletronegatividade for 0 a molécula é apolar. Modelo RPENV e a geometria das moléculas. A geometria de uma molécula é definida pelo arranjo tridimensional de seus átomos e isso não inclui apenas a forma da molécula, mas os ângulos e comprimentos de ligação. Diversas propriedades são influenciadas pela geometria Polaridade. (solubilidade, temperatura de fusão e de ebulição) Magnetismo Reatividade Atividade Biológica (modelo chave e fechadura ➞ chave deve ter uma geometria específica para interagir com o ciclo ativo) A estrutura de Lewis mostra a distribuição dos elétrons, mas não a geometria. Assim, o modelo RENV nos auxilia na identificação dessa geometria. Princípios desse Modelo 1º Ligações químicas e pares de elétrons isolados tendem a se repelir. (Regiões com alta concentração de elétrons – domínio eletrônico) 2º A geometria em volta do átomo central será aquela que minimizar a repulsão entre os domínios. 3º Ligações múltiplas são consideradas como um domínio eletrônico, assim como ligações simples. Tipos de Geometria Linear Moléculas formadas por duas espécies sempre terão geometria linear. Moléculas formada por 3 espécies terão geometria linear se o átomo central não apresentar par de elétrons livres. O ângulo dessa geometria é 180º Se os átomos ligados ao átomo central forem iguais vamos ter um composto apolar, se forem diferentes polar. Angular Moléculas formadas por 3 espécies terão geometria angular se o átomo central apresentar par de elétrons livres. Ângulos < 109,5.. Sempre polares Trigonal plana Moléculas formadas por 4 átomos terão geometria trigonal plana se o átomo central não apresenta pares de elétrons livres. O ângulo dessa geometria é 120º. Se os átomos ligados ao átomo central forem iguais vamos ter um composto apolar, se forem diferentes polar Piramidal Moléculas formadas por 4 átomos terão geometria piramidal se o átomo central apresentar par de elétrons livres. Ângulos < 109,5.. Sempre polares Tetraédrica Moléculas formadas por 5 átomos sempre serão tetraédricas. O ângulo dessa geometria é 109,5º. Se os átomos ligados ao átomo central forem iguais vamos ter um composto apolar, se forem diferentes polar Bi-piramidal trigonal Moléculas formadas por 6 átomos sempre terão essa geometria. O ângulo dessa molécula é 120º na parte de 3 e 90º nos dois do externo. Se os átomos ligados ao átomo central forem iguais vamos ter um composto apolar, se forem diferentes polar Octaédrico Moléculas formadas por 7 átomos sempre terão essa geometria. O ângulo dessa molécula é 90º.. Se os átomos ligados ao átomo central forem iguais vamos ter um composto apolar, se forem diferentes polar Geometria gangorra, t e piramidal são sempre polares Polaridade e Cargas Parciais Moléculas diatômicas homonucleares, o compartilhamento de elétrons é igual ➞ apolar. Em moléculas diatômicas heteronucleares, o átomo mais eletronegativo tenderá a atrair mais elétrons paira si, apresentando uma carga parcial negativa. Quantificação da polaridade de uma molécula Momento dipolar elétrico ( μ) = carga q * distância r Carga q = cargas parciais SI ➞ C.M 1 D ➞ 3,336*10^-30C.m Menor a diferença de eletronegatividade, menor será o momento dipolar associado.. Calculo de Cargas Parciais. Utilização do cálculo exposto anteriormente. Representação do dipolo Seta aponta para carga parcial positiva Polaridade de Moléculas Complexas Isômeros cis ➞ polares. Isômeros trans ➞apolares. Molécula de Ozônio➞ Densidade do átomo de oxigênio central é diferente da densidade dos oxigênios das extremidades. ➞polaridade. https://cienciaemacao.com.br/exercicios-sobre-geometria-molecular/ https://cienciaemacao.com.br/exercicios-sobre-geometria-molecular/
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