Aula III - Ligações Químicas Tutora: Marcia Pintos Rio Grande, 13 setembro de 2014.

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1 Aula III - Ligações Químicas Tutora: Marcia Pintos Rio Grande, 13 setembro de 2014.

2 Sumário 1.Introdução (Camada valência, Gases Nobres e octeto) - pg. 3 -6 2. Ligações químicas pg. 7 2.2. Regra do Octeto pg. 9 2.2. Símbolos de Lewis pg. 12 3. Ligação Iônica pg. 18 4. Ligação Covalente pg. 25 2

3 Camada de Valência Última Camada do átomo = Camada de Valência Camada mais externa, ocupada pelos elétrons de valência. A camada de valência de um átomo terá no máximo 2 ou 8 elétrons. Camada em que ocorre a perda ou ganho de elétrons com a formação dos íons. É nesta camada que ocorrerá as ligações entre os átomos formando as moléculas. Introdução 3

4 Octeto = camada de valência completa (2 ou 8 elétrons). Gases Nobres : Possuem octeto completo Demais elementos: buscam a configuração de valência dos gases nobres por meio de ligações químicas, isto é, buscam o Octeto. 4 Introdução

5 Baixa reatividade = alta estabilidade Geralmente encontrados na natureza como átomos isolados. Em geral não necessitam buscar a associação com outros átomos para alcançar a estabilidade (octeto completo). 5 Gases Nobres - Camada de valência completa Porem: Apesar da dificuldade dos Gases Nobres em formar compostos com outros metais. À medida que os átomos dos Gases Nobres crescem em período, tornam-se ligeiramente mais reativos. Introdução

6 Moléculas com gases Nobres Embora sejam de baixa reatividade e não se combinem com facilidade aos demais elementos conhecidos, em casos raros formam moléculas. Alguns Compostos de Xenônio (Xe): Ordem de reatividade dos gases nobres: 6. Estrutura do XeF 4, um dos primeiros compostos de gás nobre a ser descoberto. Introdução

7 2. Ligações Químicas 7

8 Ligações Químicas 8 Ligações que ocorrem entre os átomos para formar as moléculas. As ligações químicas ocorrem porque os átomos buscam a estabilidade, isto é, buscam alcançar a situação de octeto completo (2 ou 8 elétrons na sua camada de valência). Desta forma, trata-se da força atrativa que mantém dois ou mais átomos unidos.

9 Octeto Regra Geral na formação das ligações químicas 9

10 2.1. A regra do octeto Refere-se a busca dos átomos por possuir configuração eletrônica na camada de valência semelhante aos gases nobres. A regra do octeto: os átomos tendem a ganhar, perder ou compartilhar elétrons até que eles estejam rodeados por 2 ou 8 elétrons de valência (4 pares de elétrons). OBS: existem várias exceções à regra do octeto. 10

11 Exceções a Regra do Octeto Ocorre quando determinados átomos fazem ligações com outros, de modo a exceder os 2 ou 8 elétrons, previstos pela regra do octeto. Exemplo: 11 Observa-se que cada Cloro possui octeto completo com 8 elétrons. Mas o Fosforo fez ligações com 5 cloros ficando com 10 elétrons compartilhados em lugar dos 8 elétrons esperados pela regra do octeto.

12 12 Símbolos de Lewis Uma forma universal de representar os elétrons envolvidos nas ligações químicas.

13 2.2. Símbolos de Lewis Símbolos utilizados para representar a localização dos elétrons de valência de um átomo. Nos símbolos de Lewis, os elétrons são representados como pontos ao redor do símbolo do elemento. Geralmente colocamos os elétrons nos quatro lados de um quadrado ao redor do símbolo do elemento. 13 O número de elétrons disponíveis para a ligação é indicado por pontos desemparelhados.

14 A. Alguns símbolos de Lewis para os elementos Químicos 14

15 B. Símbolos de Lewis para demonstrar as ligações Químicas 15 Compartilhamento de elétrons Doação e recebimento de elétrons

16 Tipos de Ligações Químicas As ligações ocorrem a partir do compartilhamento ou doação e recebimentos de elétrons de valência dos átomos. Exemplo: 16 Cada átomo de Cloro tem 7 elétrons de valência (família 7A). Ambos buscam a estabilidade (octeto completo = 8 elétrons)

17 Ligações Químicas envolvidas na formação das moléculas A. Ligação Iônica Doação e recebimento de elétrons. Resulta da transferência de elétrons de um metal para um não-metal. B. Ligação Covalente Compartilhamento de elétrons entre dois átomos. Normalmente encontrada entre elementos não-metálicos. A. Ligação Iônica Doação e recebimento de elétrons. Resulta da transferência de elétrons de um metal para um não-metal. B. Ligação Covalente Compartilhamento de elétrons entre dois átomos. Normalmente encontrada entre elementos não-metálicos. 17

18 3. Ligação Iônica 18

19 Ligação Iônica Ligação que ocorre entre íons opostos (cátions e ânions) por meio de atração eletrostática. Na ligação Iônica as forças eletrostáticas atraem os íons de cargas opostas (+, -) Forma os compostos iônicos. 19

20 Características dos compostos iônicos 20 -Arranjo cristalino ordenado -Formam sólidos cristalinos = sólidos iônicos -Pelo arranjo ordenado dos átomos na ligação iônica, necessitam de alta energia para serem quebrados (altas temperaturas para a ebulição e fusão). -Os compostos iônicos são condutores de eletricidade, tanto os dissolvidos em água, como também os puros no estado líquido. -O melhor solvente para os compostos iônicos sólidos é a água. Ligação Iônica

21 Formação da Ligação Iônica Na Cl (Família 1A) + (Família 7A) = NaCl 21 Não Metais Metais (1A, 2A, Metais de Transição) + = Ligação Iônica Ligação Iônica

22 Ocorre entre metais (cátions) e ânions (não metais). Na + + Cl - NaCl K + + F - KF metais (cátions) ânions (não metais) metais (cátions) Mg +2 + 2 Cl - Mg Cl 2 Ligação Iônica 22

23 Ligação Iônica - Exemplo 23 Cada Bromo (família 7A) necessita de apenas 1 elétron para completar o octeto. O cálcio (2A) possui 2 elétrons de valência. Por ser um metal tende a perder seus 2 elétrons. Assim, ele doa 1 elétron para cada Bromo. Ligação Iônica

24 Exercício: Mostre as Ligações Químicas entre : PbCl2 = Cloreto de Chumbo II CaO = óxido de cálcio K, Br Li, O Ca, F Ca, S Al, F Al, S Cloreto de Sódio (Cl, Na) Cloreto de Prata (Cl, Ag) Iodeto de Potássio (I, K) 24 Ligação Iônica Dica: Observe que para todos, a ligação será iônica porque ocorre entre um metal e um não metal.

25 4. Ligação Covalente 25

26 Ligação Covalente 26 Exemplos: 1. 2.

27 Quando dois átomos similares se ligam, nenhum deles quer perder ou ganhar um elétron para formar um octeto. Quando átomos similares se ligam, eles compartilham pares de elétrons a fim de que cada um atinja o octeto. Cada par de elétrons compartilhado constitui uma ligação química. Ligação Covalente 27

28 Formação da Ligação Covalente Cl Cl (Família 7A) + (Família 7A) = Cl 2 28 Não Metais Não Metal + = Ligação Covalente

29 Alguns Exemplos de Ligações Covalentes 29 1. 2. 3. 4. OBS: a ligação Covalente ocorre entre um não metal e um não metal.

30 30 Alguns Exemplos de Ligações Covalentes - Alguns ácidos H 2 SO 4 = 5. 6. 7. 8. OBS: a ligação Covalente ocorre entre um não metal e um não metal.

31 31 Tipos de Ligações Covalentes - Ligações Múltiplas Ligação Simples Ligação Dupla Ligação Tripla As ligações covalentes podem ser dos tipos: simples, dupla e tripla. Esta classificação refere-se ao número de pares de elétrons compartilhados por 2 átomos.

32 Presença de Ligações Simples e Múltiplas numa mesma molécula Ligação Covalente 32 Na formação das moléculas é comum a ocorrência simultânea de ligações simples e múltiplas (duplas e triplas). Exemplos:

33 Exercício: Observe as ligações covalentes abaixo e indique qual estrutura de Lewis possui exceção a regra de octeto. 33 Ligação Covalente

34 Compostos Moleculares - Covalentes As moléculas formadas a partir das ligações covalentes são chamadas de Compostos Moleculares. As ligações covalentes são mais fracas que as ligações iônicas. Por esta razão apresentam menores pontos de ebulição e fusão que os compostos iônicos. 34

35 35 LigaçãoLigação IônicaLigação Covalente Formação da Ligação Metal e não metal Não metal e não metal Força da Ligaçãofortefraca Moléculas formadas Compostos IônicosCompostos Moleculares Resumo

36 Referências 36