QUÍMICA GERAL Ana Luisa Daibert Pinto Aula 10. Sumário: Aula 10 Ligação covalente -Polaridade da ligação e eletronegatividade -Ligação Covalente Dativa.

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1 QUÍMICA GERAL Ana Luisa Daibert Pinto Aula 10

2 Sumário: Aula 10 Ligação covalente -Polaridade da ligação e eletronegatividade -Ligação Covalente Dativa ou Coordenada Exceções à regra do octeto Ligações Metálicas -Ligas Metálicas Propriedades das Ligações Químicas –Substância Metálica –Substância Iônica –Substância Covalente e Molecular

3 Sumário: Aula 10 Entrega e Discussão da 1° Avaliação Oficial

4 Em uma ligação covalente, os elétrons estão compartilhados. O compartilhamento de elétrons para formar uma ligação covalente não significa compartilhamento igual daqueles elétrons. Existem algumas ligações covalentes nas quais os elétrons estão localizados mais próximos a um átomo do que a outro. O conceito polaridade de ligação ajuda a descrever o compartilhamento de elétrons entre os átomos. Polaridade da ligação e eletronegatividade

5 Ligação covalente apolar é aquela na qual os elétrons estão igualmente compartilhados entre dois átomos. Ligação covalente polar é aquela na qual um dos átomos exerce maior atração pelos elétrons ligantes que o outro; o compartilhamento de elétrons é desigual. Se a diferença na habilidade em atrair elétrons é grande o suficiente, uma ligação iônica é formada. Polaridade da ligação e eletronegatividade

6 Eletronegatividade: é a habilidade de um átomo de atrair elétrons para si em certa molécula. Pauling estabeleceu as eletronegatividades em uma escala de 0,7(Cs) a 4,0 (F). A eletronegatividade aumenta: - ao logo de um período (do elemento mais metálico para o menos metálico) - ao subirmos em um grupo. Polaridade da ligação e eletronegatividade

7 Eletronegatividade

8 A diferença na eletronegatividade entre dois átomos é uma medida da polaridade de ligação: - as diferenças de eletronegatividade próximas a 0 resultam em ligações covalentes apolares (compartilhamento de elétrons igual ou quase igual); - as diferenças de eletronegatividade próximas a 2 resultam em ligações covalentes polares (compartilhamento de elétrons desigual); - as diferenças de eletronegatividade próximas a 3 resultam em ligações iônicas (transferência de elétrons). Polaridade da ligação e eletronegatividade

9 CompostoF2F2 HFLiF Diferença de eletronegatividade 4,0 - 4,0 = 04,0 – 2,1 = 1,94,0 – 1,0 = 3,0 Tipo de ligaçãoCovalente apolarCovalente polarIônica

10 O elemento mais eletronegativo atrai a densidade eletrônica afastando-a do elemento menos eletronegativo. O polo positivo (menos eletronegativo) em uma ligação polar é representada por e o polo negativo (mais eletronegativo) por.. H - F Polaridade da ligação e eletronegatividade

11 Exemplo: Qual ligação é mais polar: a)B – Cl ou C – Cl? b)P – F ou P – Cl?  Indique qual átomo tem carga parcial negativa. * Sabe-se pela tabela periódica as seguintes eletronegatividades: B = 2,0 Cl = 3,0 C = 2,5 F = 4,0 P = 2,1 Polaridade da ligação e eletronegatividade

12 a)B – Cl = 3,0 – 2,0 = 1,0 O átomo Cl carrega a carga negativa parcial C – Cl = 3,0 – 2,5 = 0,5 b)P – F = 4,0 – 2,1 = 1,9 O átomo F carrega a carga negativa parcial P – Cl = 2,5 – 2,1 = 0,4 Polaridade da ligação e eletronegatividade B = 2,0 Cl = 3,0 C = 2,5 F = 4,0 P = 2,1  Mais polar

13 Ligação Covalente Dativa ou Coordenada Essa ligação é semelhante à covalente comum, e ocorre entre um átomo que já atingiu a estabilidade eletrônica (8 elétrons na camada de valência) e outro ou outros que necessitem de dois elétrons para completar sua camada de valência. Átomos: A B (estável) (necessita de 2 elétrons) Ligação Covalente Dativa O átomo que completou o octeto deve ter pelo menos um par de elétrons disponível para “ceder” ao outro átomo.

14 Ligação Covalente Dativa Se apenas um dos átomos contribuir com os dois elétrons do par, a ligação será COVALENTE DATIVA ou COORDENADA. A ligação dativa é indicada por uma seta que sai do átomo que cede os elétrons chegando no átomo que recebe estes elétrons, através do compartilhamento.

15 Ligação Covalente Dativa Molécula do dióxido de enxofre (SO 2 ) –Oxigênio: 6A (6 elétrons na cada de valência). –Enxofre: 6A (6 elétrons na cada de valência).

16 Ligação Covalente Dativa Molécula do trióxido de enxofre (SO 3 ) –Oxigênio: 6A (6 elétrons na cada de valência). –Enxofre: 6A (6 elétrons na cada de valência).

17 Ligação Covalente Dativa Possibilidades de Ligação Dativa

18 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.

19 Ligações Metálicas É a ligação entre metais. Configura-se um tipo específico e diferenciado de ligação entre átomos, não seguindo a regra do octeto. Na ligação metálica ocorre liberação parcial dos elétrons mais externos, com a consequente formação de cátions. Esses cátions têm suas cargas estabilizadas pelos elétrons que foram liberados e que ficam envolvendo a estrutura como uma nuvem eletrônica. São dotados de certo movimento e, por isso, chamados de elétrons livres.

20 Ligações Metálicas Teoria da Nuvem Eletrônica ou Teoria do “Mar” de elétrons. Pode-se dizer que o metal seria um aglomerado de átomos neutros e cátions, mergulhados numa nuvem ou “mar” de elétrons livres. Esta nuvem de elétrons funcionaria como a ligação metálica, que mantém os átomos unidos.

21 Ligações Metálicas Ao contrário das ligações covalentes e iônicas, a ligação metálica não tem representação eletrônica. Os metais são representados por seus símbolos, sem indicação do número de átomos envolvidos, já que esta quantidade é muito grande e indeterminada. Exemplos: Fe, Cu, Na, Ag, Au, Ca, Hg, Mg, Cs, Li.

22 Ligas Metálicas Os metais também podem unir-se a outros elementos, formando misturas sólidas homogêneas chamadas de ligas metálicas. Essas ligas são muito mais utilizadas do que os metais puros, pois possuem características que estes não têm. O ouro, por exemplo, é muito maleável, ao adicionar cobre ele fica mais resistente e pode ser utilizado na fabricação de joias.

23 Exemplos de ligas metálicas Aço comum: liga de ferro e carbono. Por ter maior resistência à tração, é muito usado em construções, pontes, fogão, geladeira. Aço inoxidável: liga de ferro, carbono, cromo e níquel. Como não enferruja (não oxida), é usado em talheres, fogões, pias, peças de carro, vagões de metrô. Bronze: liga de cobre e estanho. É normalmente usado em estátuas e sinos. Latão: liga de cobre e zinco. Usado em armas e torneiras. Amálgama dental: liga de mercúrio, prata e estanho.

24 Propriedades das Ligações Químicas As propriedades das substâncias são determinadas em grande parte pelas ligações químicas que mantêm seus átomos unidos.

25 Ligações Químicas Ligação química interatômica: é a força atrativa que mantém dois ou mais átomos unidos. –Ligação metálica: é a força atrativa que mantém metais puros unidos. –Ligação iônica: resulta da transferência de elétrons de um metal para um não-metal. –Ligação covalente: resulta do compartilhamento de elétrons entre dois átomos não-metálicos.

26 Propriedades das Ligações Químicas SUBSTÂNCIAS METÁLICAS Ligação Química: Ligação metálica (metal + metal) Exemplos: –Prata (Ag) –Cobre (Cu) –Ouro (Au) –Sódio (Na) –Zinco (Zn) –Ferro (Fe) –Alumínio (Al)

27 Propriedades das Ligações Químicas SUBSTÂNCIAS METÁLICAS Propriedades: –Sólidos à temperatura ambiente (exceto: Hg). –Pontos de fusão e ebulição elevados. –Bons condutores térmicos e elétricos. –Maleáveis e dúcteis. –Brilho metálico. –Resistentes à tração.

28 Propriedades das Ligações Químicas SUBSTÂNCIAS IÔNICAS Ligação Química: Ligação iônica (metal + ametal) Exemplos: –Cloreto de Sódio (NaCl) –Cloreto de Potássio (KCl) –Fluoreto de Potássio (KF) –Iodeto de Sódio (NaI) –Carbonato de Cálcio (CaCO 3 )

29 Propriedades das Ligações Químicas SUBSTÂNCIAS IÔNICAS Propriedades: –Sólidos à temperatura ambiente. –Pontos de fusão e ebulição elevados. –Duros e quebradiços. –Solúveis em água. –Não conduzem a corrente elétrica no estado sólido. –Conduzem a corrente elétrica em solução aquosa e fundidos (dissociação iônica).

30 Propriedades das Ligações Químicas SUBSTÂNCIAS MOLECULARES Ligação Química: Ligações covalentes (ametal + ametal) Exemplos: –Iodo (I 2 ) –Metano (CH 4 ) –Amoníaco (NH 3 ) –Álcool Etílico (CH 3 CH 2 OH) –Oxigênio (O 2 )

31 Propriedades das Ligações Químicas SUBSTÂNCIAS MOLECULARES Propriedades: –Podem ser sólidos, líquidos ou gasosos. –Pontos de fusão e ebulição baixos. –Não conduzem a corrente elétrica, com exceção das substâncias constituídas por moléculas polares (ionização em solução aquosa).

32 Propriedades das Ligações Químicas SUBSTÂNCIAS COVALENTES Ligação Química: Ligações covalentes (ametal + ametal) Exemplos: –Diamante (C) –Grafite (C) –Óxido de Silício (SiO 2 )

33 Propriedades das Ligações Químicas SUBSTÂNCIAS COVALENTES Propriedades: –Sólidos à temperatura ambiente. –Pontos de fusão e ebulição elevados. –Não conduzem a corrente elétrica com exceção da grafite. –Duros e quebradiços.

34 Propriedades das Ligações Químicas Dissociação Iônica x Ionização A dissociação e ionização resultam em soluções que possuem uma característica comum: liberam íons na água, mas a origem desses íons é que diferencia um processo do outro.

35 Dissociação iônica x Ionização Compostos iônicos, ou seja, formados por ligações iônicas, já possuem íons e, quando colocados na presença de um solvente, ou quando fundidos - em estado líquido - separam os íons positivos dos negativos. Nesse caso, em que já existiam íons e apenas os separamos, chamamos o processo de dissociação iônica. NaCl = Na + + Cl - CaCO 3 = Ca 2+ + CO 3 2- Ca(OH) 2 = Ca 2+ + 2OH -

36 Dissociação Iônica

37 Dissociação iônica x Ionização Nas ligações covalentes, os elétrons são compartilhados entre os ligantes e não há íons previamente formados. Alguns compostos moleculares, quando colocados em um solvente, formam íons. Nesses casos, dizemos que houve uma ionização, pois uma molécula que não possuía originalmente íons passa a tê-los (livres no solvente). HCl = H + + Cl - H 2 SO 4 = 2H + + SO 4 2- H 3 CCOOH = H + + H 3 CCOO -

38 Ionização

39 Dissociação iônica x Ionização A dissociação ou ionização é de grande importância para o favorecimento da ocorrência de reações. É muito mais fácil promovermos reações com íons livres do que com moléculas agrupadas. A maioria das reações químicas - inclusive no nosso corpo - acontecem em solução. Além disso, íons livres permitem a passagem de corrente elétrica, o que, em casos como neurotransmissores é absolutamente fundamental.

40 Aula 10 Exercícios de Fixação LIGAÇÕES QUÍMICAS E PROPRIEDADES DAS LIGAÇÕES QUÍMICAS

41 ATIVIDADES 1) Certo átomo pode formar 3 covalências normais e 1 dativa. Qual a provável família desse elemento na classificação periódica? a) 3 A. b) 4 A. c) 5 A. d) 6 A. e) 7 A.

42 ATIVIDADES 2) Na escala de eletronegatividade de Pauling, tem-se: Esses dados permitem afirmar que, entre as moléculas a seguir, a mais polar é: a) O 2 (g). b) LiBr (g). c) NO (g). d) HBr (g). e) Li 2 (g)

43 ATIVIDADES 3) Dentre as moléculas: I. CH 4 II. H 2 O III. CO 2 IV. NH 3 São apolares, embora formadas por ligações polares: a) I e III. b) I e IV. c) III e IV. d) II e IV. e) II e III.

44 ATIVIDADES 4) Um átomo possui a seguinte distribuição eletrônica [Ar] 3d 10 4s 2 4p 5. Esse átomo, ao se ligar a outros átomos não- metálicos, é capaz de realizar: a) somente uma ligação covalente simples. b) somente uma ligação covalente dupla. c) uma ligação covalente simples e no máximo uma dativa. d) uma ligação covalente simples e no máximo três ligações dativas.

45 ATIVIDADES 5) Em qual das espécies abaixo está representada corretamente a estrutura de Lewis?

46 ATIVIDADES 6) Um composto apresenta as propriedades a seguir: – alto ponto de fusão e ebulição; – bom condutor de corrente elétrica no estado líquido ou em solução aquosa; – sólido à temperatura ambiente. Este composto deve ser formado pelos seguintes elementos: a) sódio e potássio. b) magnésio e flúor. c) cloro e oxigênio. d) oxigênio e nitrogênio.

47 ATIVIDADES 7) A condutividade elétrica dos metais é explicada admitindo-se: a) Ruptura de ligações iônicas. b) Ruptura de ligações covalentes. c) Existência de elétrons livres. d) Existência de prótons livres.

48 ATIVIDADES 8) As ligações químicas nas substâncias K(s), HCl(g), KCl(s) e Cl 2 (g), são respectivamente: a) metálica, covalente polar, iônica, covalente apolar. b) iônica, covalente polar, metálica, covalente apolar. c) covalente apolar, iônica, metálica, covalente apolar. d) metálica, covalente apolar, iônica, covalente polar.

49 ATIVIDADES 9) Alguns compostos, quando solubilizados em água, geram uma solução aquosa que conduz corrente elétrica. Dos compostos abaixo: I. HCl II. O 2 III. C 12 H 22 O 11 IV. KCl V. NaCl Formam-se solução aquosa que conduz eletricidade: a) apenas II, III. b) apenas I, IV, V c) Nenhum. d) Todos.