Ligações Primárias:
• Covalente
• Iónica
• Metálica
Formação de agregados macroscópicos
Covalente – Geralmente conduz a moléculas ou
macromoléculas
Cristais covalentes
Iónica e Metálica – Geralmente conduzem a agregados
macrsocópicos
Interacções Atractivas
Interacções de Keeson – Dipolo permanente vs Dipolo Permanente
Ligação Química
Atracção intermolecular (fraca)
A eficiência da interacção depende:
1.
Orientação relativa
2.
Distância
Interacções de Debye
(dipolo permanente - dipolo induzido)
Interacções de London
(dipolo instântaneo - dipolo induzido)
Interacções de van der Waals (resumo)
Dipolo Induzido
• A magnitude do dipolo induzido depende de vários
factores
• Polarizabilidade dos electrões
– Volume da nuvem electrónica
– Maior massa molar ⇒ maior nº de electrões
= maior nuvem electrónica ⇒ maior
polarizabilidade ⇒ interacções mais fortes
• Forma da molécula
– Maior superfície de contacto ⇒ maior dipolo
induzido ⇒ interacções mais fortes
Interacções Atractivas
Interacções de van der Waals (vdw)
⇒ As interacções de Debye são, habitualmente, menores
que as outras
⇒ Moléculas de elevado momento dipolar e baixa
polarizabilidade, as interacções de Keeson predominam
sobre as de London
⇒ Moléculas de elevada polarizabilidade, mesmo que
polares, as interacções de London predominam sobre as de
Keeson
Interacção Intermolecular (tendências)
Quanto mais forte a interacção entre os
átomos ou moléculas, mais elevada a energia
necessária para a sua separação
A ebulição de um líquido requer uma
quantidade de energia superior à existente
entre os átomos ou moléculas
Quanto maior o valor do ponto de ebulição
normal de um líquido maiores são as forças
intermoleculares envolvidas
Em Resumo
⇒ As interacções de Debye são, na geralidade dos
casos, pouco importantes.
⇒ As interacções de Keeson são importantes apenas
para moléculas de momento dipolar elevado e baixa
polarizabilidade (moléculas pequenas).
⇒ As interacções de London são predominantes para
moléculas de elevada polarizabilidade, mesmo quando
são fracamente polares.
Sólidos, Líquidos
e Forças
Intermoleculares
Pontes de
hidrogénio
Ligações por Pontes de Hidrogénio
(4 – 120 kJ/mol)
N-H---N
N-H---O
O-H---N
N-H---F
O-H---O
F-H---N
O-H---F
F-H---O
F-H---F
A ponte de hidrogénio é formada por 3 átomos
A ligação de hidrogénio também ocorre com átomos
de cloro e enxofre, mas são muito mais fracas
Ligações por Pontes de Hidrogénio (exemplos)
Ligações por Pontes de Hidrogénio (exemplos)
Exemplos de ligações por pontes de hidrogénio (ADN)
Exemplos de ligações por pontes de hidrogénio
Interacções Atractivas
Resultantes de Forças Intermoleculares
Ligações por pontes de hidrogénio
“Anomalia” no ponto de ebulição
Ligações por pontes de hidrogénio
“Anomalia” no ponto de ebulição
Ligações por Pontes de Hidrogénio (Água)
Ligações por Pontes de Hidrogénio
(INTRAMOLECULARES)
Forças intermoleculares
mais fracas ⇒ Menor
ponto de fusão
Forças interiónicas e intermoleculares
Forças intermoleculares
Problema – Escolhe a substância de cada par que é
líquida à temperatura ambiente (a outra é gasosa)
a) CH3OH
CH3CHF2
Pode formar ligação de hidrogénio
b) CH3-O-CH2CH3
CH3CH2CH2NH2
Pode formar ligação de hidrogénio
Problema – Escolha a substância de cada par
que é mais solúvel em água
a) CH3OH
CH3CHF2
Pode formar ligação de hidrogénio entre si e com a H2O
b) CH3CH2CH2CH3
CH3Cl
Mais polar
Cristais Covalentes - Bandas de Energia
Deslocalização sigma
“Hidrogénio Metálico”
Diamante (C), Si, Ge, Sn, Pb
Deslocalização π (grafite)
Electronegatividade
orbital
Menor estabilização da orbital LIGANTE
Molécula de Hn Hidrogénio metálico
Ei
Diamante
Grafite
C(sp3)
C(sp2)
2 Formas
Alotrópicas
do Carbono
Diamante C(sp3)
Diamante C(sp3)
C(sp3)
Diamante C(sp3)
4n / 2
Diamante C(sp3)
Grafite C(sp2)
Deslocalização π
Grafite C(sp2)
Orbital π deslocalizada
Grafite C(sp2)
Grafite C(sp2)
3n / 2
Teoria das Bandas em Não-Metais
Grupo 14
C
Si
Ge
Sn
Electronegatividade
Teoria das Bandas em Não-Metais
Diamante
C(sp3)
ISOLADOR
Grafite
C(sp2)
CONDUTOR
Novas Formas
Alotrópicas do
Carbono
Fullerenos
Futebolenos
Nanotubos
Biosphere Montreal (Canadá)
Eden Project geodesic domes (UK)
Silício C(sp3)
Diagrama análogo ao diamante
Semicondutores: Si e Ge
Não
Isoladores
Elementos do
Grupo 14 da TP