Ligação Química
• Ligação química: é a força atrativa que mantém dois ou mais
átomos unidos.
• Ligação covalente: resulta do compartilhamento de elétrons entre
dois átomos. Normalmente encontrada entre elementos nãometálicos.
• Ligação iônica: resulta da transferência de elétrons de um metal
para um não-metal.
• Ligação metálica: é a força atrativa que mantém metais puros
unidos.
Energias envolvidas na
formação da ligação iônica
• A formação de Na+(g) e Cl-(g) a partir de Na(g) e Cl(g) é
endotérmica.
• A reação NaCl(s)  Na+(g) + Cl-(g) é endotérmica (H = +788
kJ/mol).
• A formação de uma rede cristalina a partir dos íons na fase gasosa
é exotérmica:
Na+(g) + Cl-(g)  NaCl(s) H = -788 kJ/mol
Energias envolvidas na
formação da ligação iônica
• Energia de rede: é a energia necessária para separar
completamente um mol de um composto sólido iônico em íons
gasosos.
• A energia de rede depende das cargas nos íons e dos tamanhos dos
íons:
Q1Q2
El  k
d
k é uma constante (8,99 x 109 J m/C2), Q1 e Q2 são as cargas nas
partículas e d é a distância entre seus centros.
• A energia de rede aumenta à medida que:
As cargas nos íons aumentam
A distância entre os íons diminui
A regra do octeto
• Todos os gases nobres, com exceção do He, têm uma
configuração s2p6.
• A regra do octeto: os átomos tendem a ganhar, perder ou
compartilhar elétrons até que eles estejam rodeados por 8
elétrons de valência (4 pares de elétrons).
• Cuidado: existem várias exceções à regra do octeto.
Estruturas de Lewis
• As ligações covalentes podem ser representadas pelos símbolos de
Lewis dos elementos:
Cl + Cl
Cl Cl
• Nas estruturas de Lewis, cada par de elétrons em uma ligação é
representado por uma única linha:
Cl Cl
H F
H O
H
H N H
H
H
H C H
H
Símbolos de Lewis
Ligações múltiplas
• É possível que mais de um par de elétrons seja compartilhado entre
dois átomos (ligações múltiplas):
• Um par de elétrons compartilhado = ligação simples (H2);
• Dois pares de elétrons compartilhados = ligação dupla (O2);
• Três pares de elétrons compartilhados = ligação tripla (N2).
H H
O O
N N
• Em geral, a distância entre os átomos ligados diminui à medida que
o número de pares de elétrons compartilhados aumenta.
Configurações Eletrônicas dos
Elementos
• Esses são derivados da configuração eletrônica dos elementos com
o número necessário de elétrons adicionados ou removidos do
orbital mais acessível.
• As configurações eletrônicas podem prever a formação de íon
estável:
• Mg: [Ne]3s2
• Mg+: [Ne]3s1
não estável
• Mg2+: [Ne]
estável
• Cl: [Ne]3s23p5
• Cl-: [Ne]3s23p6 = [Ar] estável
Exceções à regra do octeto
Existem três classes de exceções à regra do octeto:
• moléculas com número ímpar de elétrons;
• moléculas nas quais um átomo tem menos de um octeto, ou seja, moléculas
deficientes em elétrons;
• moléculas nas quais um átomo tem mais do que um octeto, ou seja,
moléculas com expansão de octeto.
Número ímpar de elétrons
•
Poucos exemplos. Geralmente, moléculas como ClO2, NO e NO2 têm um
número ímpar de elétrons.
N O
N O
Exceções à regra do octeto
Deficiência em elétrons
•
Relativamente raro.
•
As moléculas com menos de um octeto são típicas para compostos
dos Grupos 1A, 2A, e 3A.
•
O exemplo mais típico é o BF3.
Exceções à regra do octeto
Expansão do octeto
•
Esta é a maior classe de exceções.
•
Os átomos do 3º período em diante podem acomodar mais de um
octeto.
•
Além do terceiro período, os orbitais d são baixos o suficiente em
energia para participarem de ligações e receberem a densidade
eletrônica extra. Pode acomodar 10 ou 12 elétrons ou até mais.
ELETRONEGATIVIDADE
É definida como a tendência relativa mostrada por um
átomo ligado em atrair o par de elétrons.
Ex: molécula Br2
Br
Br
Par igualmente compartilhado
Mesma eletronegatividade
A ligação é conhecida como Ligação Covalente Apolar
Molécula de Cloreto de Bromo
Br
Cl
O átomo de Cloro é mais eletronegativo atrai o par mais fortemente,
portanto a nuvem eletrônica se localiza mais próxima do Cloro.
Conhecida como Ligação Covalente Polar: quando há diferença de
eletronegatividade.
Quanto maior a diferença de eletronegatividade, mais polar é a ligação.
A ligação entre os dois átomos tem uma terminação positiva e
uma terminação negativa, isto é, tem pólos negativo e positivo.
O átomo para o qual o par é deslocado tem uma maior “parte”
do par de elétrons
adquire uma carga negativa.
Formas Moleculares e a sua Estrutura
O arranjo geométrico mais estável de pares eletrônicos é aquele
em que as repulsões entre os pares são mínimas.
Modelo de repulsão de pares de elétrons na camada de valência
(RPECV ou VSEPR)
As repulsões entre os pares de elétrons de ligação e de elétrons
de pares isolados de um átomo faz com que eles estejam o mais
afastados possível.
BeF2
Geometria
Molecular
BF3
CF4
PF5
SF6
O arranjo eletrônico de uma molécula é a geometria tridimensional
de um arranjo de ligações e pares isolados ao redor do átomo
central.
Fórmula “VSEPR” genérica: AXnEm,
onde
A= átomo central
X= átomo ligado
E= par isolado
Ex: BF3
Três átomos de flúor ligados e nenhum par isolado
em B, portanto é AX3.
Número de total de
pares eletrônicos
(solitário + compart.)
Número de
pares solitário
Geometria Molecular
2
0
Linear
3
0
Trigonal Planar
4
0
Tetraédrica
4
1
Pirâmide Trigonal
4
2
Angular
5
0
Bipirâmide Trigonal
5
1
Gangorra
5
2
Forma T
5
3
Linear
6
0
Octaédrica
6
1
Pirâmide Tetragonal
6
2
Quadrado Planar
Geometria Molecular Piramidal Triangular
Fórmula VSEPR:
AX3E
Geometria Tetraédrica
AX4 = sem par isolado
Qual é a fórmula “VSEPR” genérica desta molécula?
Geometria é Octaédrica
_________.
Dê as geometrias das moléculas:
Gangorra
Forma T
Linear
Ligação múltipla contribuem para a geometria molecular como se
fossem uma única ligação.
180o
Linear
Polaridade das Moléculas
A molécula polar é uma molécula com momento de dipolo ()
diferente de zero.
Ex1: BeCl2
Linear
Geometria:_______
Ligação covalente polar
Molécula Apolar
Ex2: BF3
Polar
Ligação covalente ________
Molécula é
Apolar
___________
Ex3: CH3F e CH2F2
Polar
Ligação covalente ________
Molécula é
Polar
___________
Ex4: H2O
Polar
Ligação covalente ________
Molécula é
Polar
___________
Geometria
Angular
___________