Ligações Químicas Nilsonmar1 Ligações - Poucos elementos encontram-se naturalmente no estado atômico, geralmente os átomos dos elementos se ligam entre si. - Configuração estável: com 2 elétrons na camada K, ou com 8 elétrons na última camada. K L M N Hélio 2 Neônio 2 8 Argônio 2 8 8 Criptônio 2 8 18 8 2 Ligação Iônica A energia requerida para a formação de ligações iônicas é fornecida pela atração coulômbica entre os íons de cargas opostas num retículo cristalino. Estes íons formam-se pela transferência de elétrons dos átomos de um elemento para os átomos de outros elementos. 3 A configuração estável pode ser obtida de duas maneiras: Ligação Iônica: É o resultado da atração eletrostática de íons com cargas opostas. Ex: NaCl = cloreto de sódio AgCl = cloreto de prata MgO = óxido de magnésio KBr = brometo de potássio LiH = hidreto de lítio MgCl2 = cloreto de magnésio AlF3 = fluoreto de alumínio Al2S3 = sulfeto de alumínio 4 Retículos Cristalinos: Um sólido iônico é um conjunto de cátions e ânions empacotados em um arranjo regular. + Cl Cl- Na Na+ Na+ Na+ ClCl5 Cl- Cl- Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Cl Cl- Cl- Cl- Na+ 6 LIGAÇÃO IÔNICA Ocorre geralmente entre METAIS e AMETAIS com de eletronegatividade > 1,7. 7 Eletropositivos Metais: Perdem elétrons Al Al+3 + 3e- Viram Cátions(+) Eletronegativos Ametais: Ganham elétrons S + 2e- S-2 Viram Ânions(-) 8 Fórmulas Iônicas Al+3 O-2 Al2O3 Fórmula-íon Al Al X O x x O X x x O Fórmula de Lewis ou Eletrônica 9 Características de compostos Iônicos: • São sólidos nas condições ambientes; Cl- • São duros e quebradiços; • Possuem altos P.F. e P.E.; Na+ Cl- Cl- Na Na+ ClNa+ • Conduzem corrente elétrica quando fundidos ou em solução aquosa (não conduzem corrente elétrica no estado sólido ) ; • Formam retículos cristalinos. 10 Ligação Covalente Lewis propôs que uma ligação covalente é um par de elétrons compartilhado por 2 átomos. Ex: H H = H2 O O = O2 Cl Cl = Cl2 “Os elementos não metálicos formam ligações covalentes entre si pelo compartilhamento de elétrons”. 11 LIGAÇÃO COVALENTE (MOLECULAR) Ocorre geralmente entre AMETAIS e HIDROGÊNIO ou AMETAIS entre si, desde que a de eletronegatividade < 1,7. 12 Ligações covalentes normais Fórmula de Lewis O H H 1 sigma O 1 sigma + 1 pi Fórmula estrutural Fórmula molecular HH H2 OO O2 NN N2 Lig. Covalente Simples Lig. Covalente Dupla N N Lig. Covalente Tripla 1 sigma + 2 pi 13 1) Ligação Covalente Apolar: Ocorre entre átomos iguais. Dessa forma, os átomos possuem mesma eletronegatividade e atraem, conseqüentemente, o par eletrônico compartilhado com a mesma intensidade. Ex.: H2, O2, N2 H H O par eletrônico é equidistante aos dois núcleos 14 2) Ligação Covalente Polar: Ocorre entre átomos diferentes. Dessa forma, o átomo que possui maior eletronegatividade atrai o par eletrônico compartilhado com maior intensidade. Ex.: HCl. O par eletrônico fica mais próximo do cloro pois este átomo atrai mais fortemente os elétrons da ligação covalente (porque é mais eletronegativo). + H - Cl 15 Ligação Coordenada (DATIVA) Só acontece quando um elemento (que não pode ser metal) já fez todas as ligações comuns possíveis (valência). Esse elemento “empresta” um par de elétrons para o outro elemento que ainda precisa receber elétrons. Ligação dativa Exemplo: Não podem mais fazer ligação comum. O Ainda não está completo SO2 S S O O O 16 Orbitais moleculares e Um mesmo átomo pode fazer até 4 ligações covalentes comuns mas, entre dois átomos, o número máximo de ligas covalentes comuns é 3. Dependendo da quantidade de ligações e dos orbitais em que estas se formam, podemos representá-las por ou . A B AB A B Características de Compostos Moleculares: • São, em geral, líquidos ou gasosos nas condições ambientes (se sólidos, fundem-se facilmente); • Possuem baixos P.F. e P.E.; • Não conduzem corrente elétrica (exceção para Ácidos, em solução aquosa e Carbono Grafite) ; • São formados por moléculas. 18 GEOMETRIA MOLECULAR X2 Ex.: H2, N2, O2 Moléculas Diatômicas Geometria: Linear Ângulo: 180° H H 19 XY Ex.: HBr, HCl, HF Moléculas Diatômicas Geometria: Linear Ângulo: 180° H Cl 20 XY2 Ex.: CO2, CS2 Geometria: Linear Ângulo: 180° O Moléculas Poliatômicas C O 21 XY2 e Ex.: SO2 Moléculas Poliatômicas Geometria: Angular Ângulo: 112° S O O 22 XY22e Ex.: H2O, H2S Geometria: Angular Moléculas Poliatômicas Ângulo: 105° O H H 23 XY3 Ex.: BF3, BH3 Geometria: Trigonal Plana Ângulo: 120° H Moléculas Poliatômicas B H H 24 XY3 e Ex.: NH3, PH3 Geometria: Piramidal Ângulo: 107° Moléculas Poliatômicas N H H H 25 XY4 Ex.: CH4,CCl4 Geometria: Tetraédrica Ângulo: 109°28’ H Moléculas Poliatômicas C H H H 26 POLARIDADE Átomos iguais APOLAR MOLÉCULAS DIATÔMICAS: Átomos diferentes - Sobra e : POLAR POLAR MOLÉCULAS POLIATÔMICAS: - Não sobra e : SIMETRIA APOLAR H H O APOLAR H H Cl C H H H H POLAR N H POLAR H H H SIMÉTRICA = APOLAR POLAR 28 FORÇAS INTERMOLECULARES Moléculas Apolares Moléculas Polares Dipolo Induzido-Dipolo Instantâneo. Ex. CO2 Dipolo-Dipolo (Permanente) Ex. HCl Ligação de H H (FON) Ex. H2O Muito Fracas Baixos PF e PE Médias Muito Fortes Altos PF e PE 29 LIGAÇÃO METÁLICA Considerações - Os metais possuem apenas 1, 2 até 3 elétrons na camada de valência; - A camada afastada do núcleo atrai pouco aqueles elétrons - O átomo que perde elétron se transforma num cátion, o qual logo depois pode recapturar elétrons, voltando à forma de átomo neutro. LIGAÇÃO METÁLICA A ligação metálica possui como principal característica, elétrons livres em torno de cátions e átomos neutros evidenciando-se com isto uma “nuvem” ou “mar de elétrons”. A “nuvem” ou “mar de elétrons” funciona como LIGAÇÃO METÁLICA. Retículo Cristalino Metálico Fe Fe2+ Fe2+ Fe •ÁTOMOS Fe •CÁTIONS Fe2+ Fe2+ Fe Fe •MAR DE ELÉTRONS Fe2+ A ligação metálica não é orientada no espaço. Características de compostos Metálicos: • São sólidos nas condições ambientes(Exceção Hg); • Possuem Brilho (Efeito fotoelétrico); • Possuem altos P.F. e P.E.; • Conduzem corrente elétrica e calor no estado sólido ou fundidos (elétrons livres); • São Dúcteis e Maleáveis. fios lâminas 32 LIGAS METÁLICAS – União de 2 ou mais metais e ametais com predominãncia dos elementos metálicos Principais ligas metálicas ( Soluções sólidas ) • Ouro 18 quilates: (Au e Cu) • Aço: ( Fe e C) • Bronze: (Cu e Sn) •Latão: (Cu e Zn) •Amálgama de Prata: (Hg e Ag) •Liga leve: (Mg e Al) •Solda: (Pb e Sn) 33