Disciplina: Química

Profª: Alda Ernestina

17/06/20151

Pré-Vestibular Samora MachelUniversidade Federal do Rio de Janeiro

Ligações Químicas

Por que os átomos se ligam?Os átomos se estabilizam quando atingem a configuraç ãoeletrônica de um gás nobre (8 elétrons na última camad a)

Os gases nobres já são estáveis quando sozinhos e po r esse motivo não precisam se ligar a outros átomos

Mas e os átomos dos demais elementos, como fazem pa ra adquirir maior estabilidade?

2

10

18

36

54

86

Regra do octetoUm átomo adquire estabilidade quando possui 8 elétron s na camadade valência, ou seja, atinge a configuração eletrônic a de um gás nobre

11Na = 1s2

2s2 2p6

3s1

Instável

10Ne = 1s2

2s2 2p6Perde 1e -

Estável

O átomo de Na atinge o octeto após perder 1e - e iguala a configuração do neônio

17Cl = 1s2

2s2 2p6

3s2 3p5

Instável

18Ar = 1s 2

2s2 2p6

3s2 3p6

Ganha 1e -

Estável

Já o átomo de Cl, que tem 7e - de valência atinge o octeto após ganhar 1e -, atingindo a configuração eletrônica do gás nobre argônio

H e He são exceções à regra do octeto pois se estabi lizam com apenas 2e - de valência

Para atingir o octeto os átomos devem perder, ganha r ou compartilhar elétrons combinando-se com outros átomos

O hidrogênio apesar de estar na família 1A COMPARTILHA seu elétron

CompartilhaPerde

1e- 2e- 3e-

4e-

Ganha

3e- 2e- 1e-

Liga ções Qu ímicasInteratômicas

(intramolecular)

Iônica Covalente Metálica

Ligações Intermoleculares

Dipolo-dipolo

Ponte de hidrogênio

Dipolo induzido

Compostos iônicos

Compostos moleculares

Ligasmetálicas

Toda vez que dois ou mais átomos se combinam, estabelece-se entre eles uma ligação química, ou seja, uma força responsável por mantê-los unidos

Liga ções Qu ímicasPara atingir o octeto os átomos se combinam através d as chamadas ligações químicas

Tais ligações podem ser:

• Interatômicas – ocorre entre os átomos, mantendo-os unidos

• Intermoleculares – ocorre entre as moléculas, mantendo-as unidas

H H

O

Ligação química entre os átomos

formando a molécula de água

Ligação química entre as moléculas de água

H

O

H O

O

H

H

HH

Liga ções InteratômicasSão estabelecidas quando dois ou mais átomos combin am-se para formar uma substância

Podem ser de três tipos diferentes:

• Iônica – envolve a transferência de elétrons entre os átomos, formando os compostos iônicos

• Covalente – envolve o compartilhamento de elétrons entre os átomos, formando as moléculas

• Metálica – envolve a dispersão de elétrons dos átomos de metais, formando as ligas metálicas

Vale lembrar que independente do tipo da ligação, s ão somente os elétrons de valência do átomo que participam da ligação

Liga ção Iônica� Ocorre entre átomos de METAIS e AMETAIS ou METAIS e HIDROGÊNIO

�Envolve a transferência de elétrons e formação de íons

�Ligações com forte atração eletrostática (atração ent re os íons)

�Produz íons

�Originam os compostos iônicos

Na+ Cl-

O átomo de Na doa 1e - para o átomo de Cl e ambos atingem a estabilidade

Composto iônico

A ligação iônica ocorre toda vez que um átomo com t endência a doar elétrons (metal) combina-se com um átomo com tendência a gan har elétrons (ametal)

Forma ção dos compostos iônicosMETAL + AMETAL

O átomo de K doa 1e -

para o átomo de Br

K+ Br -Cátion Ânion

Composto iônico

K ao perder 1e - origina o cátion K +

Br ao receber 1e - origina o ânion Br -

Os íons se unem eformam o composto

iônico

Em uma ligação iônica temos:

Metal doando elétrons, originando um cátion

Ametal ganhando elétrons, originando um ânion

KBr

O número de elétrons doados deve ser igual a quanti dade de elétrons recebidos

Forma ção dos compostos iônicos

2K+ O-2

Cátion Ânion

K2O

Um átomo de Al doa seus 3e- para três átomos de Cl

K ao perder 1e - origina o cátion K +

São necessários 2 átomos de K para

estabilizar o átomo de O

Al+3 3Cl -

AlCl 3

Al ao perder 3e - origina o cátion Al +3

São necessários 3 átomos de Cl para receber os elétrons

doados pelo Al

METAL + AMETAL

O átomo de oxigênio se estabiliza quando ganha 2e -

São necessários então dois átomos de K

Forma ção dos compostos iônicosMETAL + HIDROGÊNIO

A combinação entre o hidrogênio e um metal menos el etronegativo que ele, se dá por ligação iônica também e forma compostos iô nicos chamados hidretos

Na+ H-Cátion Ânion

NaH

Ao doar seu elétron o Na origina o cátion Na +

O átomo de H ao recebero elétron origina o ânion H -

Fórmula dos compostos iônicos

M+X A-Y MYAX

Exemplos

Ba+2 Cl-1 BaCl 2Al+3 O-2 Al 2O3

Vamos praticar?Indique os compostos iônicos formados a partir da l igação entre os seguintes átomos:

Mg e Cl

Mg+2 2Cl -

MgCl 2

Al e O

2Al+3 3O -2

Al 2O3

Propriedades dos compostos iônicos�Á temperatura ambiente são sólidos cristalinos

Em um composto iônico, os íons se organizam em umaestrutura cristalina rígida mas quebradiça

�Apresentam altos pontos de fusão e ebuliçãoNos compostos iônicos os íons estão unidos por uma força eletrostática muito forteque provém da atração entre os cátions e ânions e p ara separar essas cargas são Exigidas altíssimas temperaturas

NaCl

Ponto de fusão = 801 °C

Ponto de ebulição = 1413 °C

Propriedades dos compostos iônicos�São bons condutores de eletricidade quando líquidos ( fundidos) ou em solução aquosa (dissolvidos em água)

NaCl(s)

�São muito solúveis em água

Não conduz eletricidade

Na+ Cl-

Ótimo condutor de eletricidade

801°CÍons livres

Fusão

CaCl2 (s)

Não conduz eletricidade

Ca+2 (aq) 2Cl- (aq)

Ótimo condutor de eletricidade

H2O

Dissolução

Os compostos iônicos apresentam alta solubilidade e m água, ou seja, dissolvem-sefacilmente quando misturados com a água, formando a s soluções iônicas

O soro fisiológico é uma solução iônica preparada dissolvendo-se 9g de NaCl em 1 litro de água

Vamos praticar?

Liga ção Covalente� Ocorre entre átomos de AMETAIS e AMETAIS ou AMETAIS e HIDROGÊNIO

�Envolve o compartilhamento de elétrons

�Ligação fraca devido à repulsão dos elétrons

�Produz moléculas

�Originam os compostos moleculares

Forma ção dos compostos covalentesAMETAL + AMETAL

O átomo de Cl tem 7e - de valência e precisa de mais

1e- para atingir o octeto

O átomo de N tem 5e - de valência e precisa de mais

3e- para atingir o octeto

Para atingir o octeto N e Clentão compartilham 3

pares de elétrons

NCl3Forma-se a molécula

de NCl3

Ambos são ametais portanto nenhum tem

tendência em doar elétrons

A molécula de CO 2 éformada quando os átomos

de C e O compartilham 4 pares de elétrons molécula de CO 2

Forma ção dos compostos covalentesHIDROGÊNIO + AMETAL

O Hidrogênio estabiliza-se com 2e- na camada de valência, desta forma cada H consegue compartilhar apenas um par de elétrons

O átomo de H pode compartilhar seu elétrons com um ametal ou com ele mesmo

H2Omolécula de água

Quando os átomos de H e O compartilham 2 pares de elétrons,

produzem a molécula de água

Uma molécula de amônia (NH3) forma-sequando os átomos de N e H compartilham

3 pares de elétrons

NH3

O hidrogênio pode combinar com ele mesmo, formando a molécula de H 2

Tipos de liga ções covalentesEm relação à quantidade de pares eletrônicos compart ilhados entre os mesmos átomos, as ligações covalentes são classific adas em:

Simples – quando apenas 1 par de elétrons é compartilhado

Dupla – quando 2 pares de elétrons são compartilhados

HCl H2O

CO2

Tripla – quando 3 pares de elétrons são compartilhados

N2

O2

Um caso especial de liga ção covalenteTodos os exemplos de compostos covalentes que vimos até o momento apresentam ligações covalente normal , em que o elétrons do par de elétrons compartilhados provêm de cada um dos átomo s ligantes

Ligação covalente normal

Mas há também um outro caso especial de ligação cova lente, a ligação covalente dativa (ou coordenada), em que o par de elétrons compartil hados provêm de apenas um dos átomos que já está estável

O = S ����O

SO2

Ligação covalente dativa

Na fórmula estrutural a ligação covalente dativa é representada por uma seta

O3

O = O ����O

Ligação covalente dativa

Exemplos de compostos com ligação dativa

C O

Ligação dativa

O S OLigação dativa

HNO3Ligação dativa

Representação dos compostos molecularesFórmula eletrônica (estrutura de Lewis)

Fórmula estrutural plana

H Cl

Apresenta os elétrons de valência de cada átomo da molécula

Cada par de elétrons compartilhado érepresentado por um traço

C

H

HH

H O S OHCl CH4

SO2

Algumas exceções à regra do octetoHá compostos em que um dos átomos não obedece á regra do octeto e atingem a estabilidade como menos ou mais de 8e- na camada de valência

BeH2

No BeH2 o átomo de Be estabiliza com 4e -

BF3

No BF3 o átomo de B estabiliza com 6e -

Casos de estabilidade com menos de 8e- na camada de valência

Casos de estabilidade com mais de 8e- na camada de v alência

PCl5

No PCl5 o átomo de P estabiliza com 10e -

SF6

No SF6 o átomo de S estabiliza com 12e -

Propriedades dos compostos covalentes�Á temperatura ambiente ocorrem como sólidos, líquidos ou gasesO estado físico dos compostos moleculares depende d as forças com que as moléculas estão ligadas

�Apresentam baixos pontos de fusão e ebulição As forças intermoleculares que atuam sobre os compos tos covalentes são muito maisfracas que a atração eletrostática que ocorre nos c ompostos iônicos, por esse motivo os compostos covalente apresentam pontos de fusão e ebulição mais baixos

SacaroseC12H22O11

Ponto de fusão = 160 °C

Sólido Líquido Gasoso

Ponto de ebulição = 56 °C

PropanonaC3H8O

Propriedades dos compostos covalentes�São maus condutores de eletricidade

� Geralmente são insolúveis em água, mas solúveis em so lventes orgânicos

C12H22O11 (s)Não conduz eletricidade

Não conduzeletricidade

H2O

Dissolução

A maioria dos compostos covalentes apresentam baixa solubilidade em água, mas sãomuito solúveis em solventes orgânicos

Os compostos covalentes são maus condutores de elet ricidade, pois são formados por moléculas e não por íons, desta forma não há cor rente elétrica

C12H22O11 (aq)

GasolinaC8H18

NaftalenoC10H8

Liga ção Metálica� Ocorre quando átomos de METAIS se combinam

� Conhecida por “mar de elétrons”

� Origina as ligas metálicas

� Os metais são: bons condutores térmicos e de eletricida de e apresentam altos pontos de fusão e ebulição

Os átomos dos metais a todo instante perdem seus el étrons e viram cátions,em seguida capturam de volta o elétron e ficam neutro e assim sucessivamente. Os elétrons perdidos deslocam-se livremente pela estru tura, por isso os metais são excelentes condutores elétricos

Vamos praticar?