União de Ensino Superior de Campina Grande
Faculdade de Campina Grande – FAC-CG
Curso de Fisioterapia
Ligações Químicas
Profª. Drª Narlize Silva Lira
Agosto /2014
A Química Orgânica e a Vida
♦ A química orgânica é a química dos
compostos de carbono;
♦ Os compostos de carbono incluem DNAs
e proteínas;
♦ Claramente, a química orgânica está
associada a quase todos os aspectos de
nossa existência.
Fonte: http://jornalggn.com.br
(SOLOMONS, 2009)
Teoria Estrutural da Química
Orgânica
♦ Os átomos nos compostos orgânicos podem
formar um número fixo de ligações utilizando
seus elétrons do nível mais externo (valência);
♦ O carbono é tetravalente; isto é, os átomos de
carbono têm quatro elétrons de valência e
podem formar quatro ligações;
♦ O oxigênio é divalente e o hidrogênio e
(geralmente) os halogênios são monovalentes;
(SOLOMONS, 2009)
Teoria Estrutural da Química
Orgânica
♦ Um átomo de carbono pode utilizar um ou mais de seus elétrons de
valência para formar ligações com outros átomos de carbono;
♦ Essa teoria estrutural resolveu o problema da isomeria;
(SOLOMONS, 2009)
Isomeria
♦ Diferentes compostos que têm a mesma fórmula molecular;
Propriedades do Álcool Etílico e do Éter Dimetílico
Ponto de Ebulição (°C)
Ponto de Fusão (°C)
Álcool Etílico
C2H6O
Éter Dimetílico
C2H6O
78,5
-24,9
-117,3
-138
(SOLOMONS, 2009)
Isômeros
♦ Os isômeros são compostos diferentes que têm a mesma fórmula
molecular, mas diferem em suas conectividades, isto é, na sequência na
qual seus átomos estão ligados entre si;
Ligações Químicas
♦ As ligações químicas formam tudo que está ao nosso redor;
♦ Isso se deve ao fato das ligações unirem os átomos para formar
moléculas compostas;
Fonte: http://www.brasilescola.com/quimica/moleculas-macromoleculas.htm
(FELTRE, 2008)
Ligações Químicas
♦ As combinações entre os elementos ocorrem de algumas maneiras:
Pela Perda ou Ganho de
Pelo Simples
Elétrons
Compartilhamento de Elétrons
♦ Alguns poucos elementos, como os da família dos gases nobres,
aparecem na forma de átomos isolados, esses elementos apresentam
oito elementos na camada de valência;
(SALVADOR & USBERCO, 2013)
http://www.brasilescola.com/quimica/gases-nobres.htm
Gases Nobres:
Ligações Químicas
Ligações Químicas
♦ As primeiras explicações sobre a natureza das ligações químicas
foram desenvolvidas por Lewis e Kossel;
♦ Os átomos sem a configuração eletrônica de um gás nobre
geralmente reagem para produzir tal configuração, uma vez que estas
configurações são altamente estáveis;
Regra do Octeto:
♦ A maioria dos átomos adquire estabilidade eletrônica quando
apresenta oito elétrons na camada mais externa (valência);
(SALVADOR & USBERCO, 2013)
Ligações Químicas
Ligação Iônica:
♦ Força que mantém os átomos unidos, depois
que um átomo cede definitivamente um ou mais
elétrons para outro átomo;
Exemplo: Na (Z = 11) K = 2 L = 8 M = 1
Cl (Z = 17) K = 2 L = 8 M = 7
Na+
Cl –
cátion
ânion
O Na quer doar 1 é
→
Na+ (cátion)
O Cl quer receber 1 é
→
Cl – (ânion)
→
NaCl
cloreto de sódio
(FELTRE, 2008)
Ligações Químicas
Ligação Iônica:
♦ Os
compostos
assim
formados
são
denominados compostos iônicos;
♦ Constituem estruturas eletricamente neutras;
Principais Características:
♦ São sólidos à temperatura ambiente;
♦ Apresentam ponto de fusão e ebulição elevados;
♦ Conduzem corrente elétrica quando dissolvidos em água.
(FELTRE, 2008)
Ligações Químicas
Ligação Covalente:
♦ Esse tipo de ligação ocorre quando os átomos
envolvidos tendem a receber elétrons;
♦ Como é impossível que todos os átomos
recebam elétrons sem ceder nenhum, eles
compartilham seus elétrons, formando pares
eletrônicos;
♦ Cada par eletrônico é constituído por um
elétron de cada átomo.
(SALVADOR & USBERCO, 2013)
Ligações Químicas
Ligação Covalente:
♦ Como não ocorre ganho nem perda de elétrons, formam-se estruturas
eletricamente neutras;
♦ Também é denominada ligação molecular;
(SALVADOR & USBERCO, 2013)
Ligações Químicas
Ligação Covalente – Principais Características:
♦ Devido à sua grande diversidade, os compostos moleculares podem
apresentar-se, à temperatura ambiente nos três estados físicos:
Sólido
C12H22O11
Açúcar Comum
Líquido
H 2O
Água
Gasoso
CO2
Gás Carbônico
♦ Apresentam P.F. e P.E. baixos em relação aos compostos iônicos
(SALVADOR & USBERCO, 2013)
Ligação Covalente
Fórmula Química:
♦ É uma representação de um composto químico;
Molecular
Eletrônica
Estrutural Plana
(SALVADOR & USBERCO, 2013)
Ligação Covalente
Fórmula Molecular:
♦ É a representação mais simples e indica apenas quantos átomos
de cada elemento químico formam a molécula;
H 2O
CO2
Água
Gás Carbônico
(SALVADOR & USBERCO, 2013)
Ligação Covalente
Fórmula Eletrônica:
♦ Também conhecida como fórmula de Lewis, esse tipo de fórmula
mostra, além dos elementos e do número de átomos envolvidos, os
elétrons da camada de valência de cada átomo e a formação dos
pares eletrônicos;
Gás Carbônico
Água
(SALVADOR & USBERCO, 2013)
Ligação Covalente
Fórmula Estrutural Plana:
♦ Mostra as ligações entre os elementos, sendo que cada par de
elétrons entre dois átomos é representado por um traço;
H–O–H
O=C=O
Água
Gás Carbônico
(SALVADOR & USBERCO, 2013)
Polaridade das Ligações
Ligações Iônicas:
♦ Os compostos iônicos são formados por íons: cátions (+) e ânions
(-). Portanto, toda ligação iônica é uma ligação polar;
Pólo:
♦ É a região com acúmulo de carga elétrica:
Pólo Negativo
Pólo Positivo
(-) ou - δ
(+) ou + δ
(SALVADOR & USBERCO, 2013)
Polaridade das Ligações
Ligações Covalentes:
♦ Nessas ligações, a existência; de pólos está associada à deformação da
nuvem eletrônica e depende da diferença de eletronegatividade entre os
elementos;
Ligação entre átomos de
mesma eletronegatividade
Ligação entre átomos de
eletronegatividade diferentes
Ligação Covalente Apolar
Ligação Covalente Polar
(SALVADOR & USBERCO, 2013)
Polaridade das Ligações
Resumindo:
Apolares: Quando os
elementos forem iguais
Covalentes
Polares: Quando os
elementos forem diferentes
Ligações
Iônicas
Polares
(SALVADOR & USBERCO, 2013)
Forças Intermoleculares
Pontes de Hidrogênio (H):
♦ Ocorre entre moléculas que apresentam átomos de hidrogênio ligados
a átomos de flúor (F), oxigênio (O) ou nitrogênio (Ni), os quais são
altamente eletronegativos.
(SALVADOR & USBERCO, 2013)
Isomeria
Isomeria Espacial ou Estereoisomerismo:
♦ Nesse tipo de isomeria, a diferença entre os isômeros só é perceptível
pela análise da fórmula estrutural espacial;
♦ Duas substâncias relacionadas através de uma isomeria espacial são
chamadas de estereoisômeros;
♦ Existem dois tipos de isomeria espacial: geométrica (cis-trans) e
óptica.
(SALVADOR & USBERCO, 2013)
Isomeria
Isomeria Cis-Trans (Diasteroisômeros):
♦ Ocorre em moléculas alifáticas (de cadeia aberta) que possuem dupla
ligação ou em compostos cíclicos ;
♦ No isômero cis, os ligantes iguais ficam do mesmo lado do plano da
dupla ligação. No isômero trans, os ligantes iguais ficam em lados
opostos ao plano da dupla.
Trans -1,2-dicloro-etileno
Cis -1,2-dicloro-etileno
(SALVADOR & USBERCO, 2013)
Isomeria
Isomeria Óptica – Enantiômeros:
♦ Os isômeros ópticos são enantiômeros
(imagens especulares) um do outro;
♦ São compostos assimétricos (quirais) que, apesar de possuírem
propriedades físicas e químicas semelhantes (como pontos de fusão e
ebulição),
apresentam
efeito
fisiológico
distinto
e
desviam
diferentemente a luz polarizada;
(SALVADOR & USBERCO, 2013)
Isomeria
Isomeria Óptica - Enantiômeros:
♦ Podem ser separados em dois grupos, os levogiros e os dextrogiros:
Levogiros ("l" ou "-") são os isômeros que desviam a luz polarizada para a esquerda
Dextrogiros ("d" ou "+") são os isômeros que desviam a luz polarizada para a direita
L- e D-isômeros de gliceraldeído (um açucar) e do aminoácido alanina
(LEHNINGER, 2011)