QUIMICANDO com a Ducha Ligações Químicas

Observando o comportamento dos átomos na Natureza, verifica-se que, no nosso sistema de estudo, existem algumas substâncias gasosas formadas apenas por um único átomo (não estão ligados). Estes gases são chamados gases nobres e pertencem ao grupo 18 (família 8A) da Tabela Periódica. São eles: He: hélio Kr: criptônio Ne: neônio Xe: xenônio Ar: argônio Rn: radônio

O que os gases nobres têm de diferente dos outros? Analisando a sua distribuição eletrônica, percebe-se que todos eles têm 8 elétrons na sua camada de valência. A exceção é o hélio que possui apenas a camada K, completa com 2 elétrons. 2He: K= 2 10Ne: K= 2 L= 8 18Ar: K= 2 L= 8 M= 8 36Kr: K= 2 L= 8 M= 18 N= 8 54Xe: K= 2 L= 8 M= 18 N= 18 O= 8 86Rn: K= 2 L= 8 M= 18 N= 32 O= 18 P= 8

Porquê os átomos se ligam? Todos os outros átomos se ligam a outros para encontrar a estabilidade, isto é, ter 8 elétrons na camada de valência, ficando com a sua distribuição eletrônica igual à de um gás nobre (regra do octeto). Alguns átomos ao se ligarem assumem a configuração do gás hélio (2 elétrons na camada K). O tipo de ligação que ocorre entre 2 átomos depende das características destes átomos (Tabela Periódica).

Não Metal (grupos 14 (C), 15, 16 e 17): Metal (grupos 1, 2 e 13): poucos elétrons na camada de valência: 1 a 3 elétrons baixa carga nuclear efetiva: C.N.E.= 1 ou 2 ou 3 baixa eletronegatividade, com tendência a virar cátion (perda de elétrons) Não Metal (grupos 14 (C), 15, 16 e 17): muitos elétrons na camada de valência: 5 a 7 elétrons alta carga nuclear efetiva: C.N.E.= 5 ou 6 ou 7 Alta eletronegatividade, com tendência a virar ânion (ganho de elétrons)

Tipos de Ligação Existem vários tipos de ligações: Metal + Metal: ligação metálica Metal + Não Metal: ligação iônica Não Metal + Não Metal: ligação covalente

Dependendo do tipo de ligação, as substâncias formadas têm propriedades gerais. Metais Ametais Exceções Estado físico sólidos Hg: líquido os principais são gasosos C e S: sólidos Ponto de fusão e de ebulição mais altos, em geral mais baixos, em geral Densidade mais alta, em geral mais baixa, em geral Brilho sim não I: chamado de iodo metálico Condução de corrente elétrica e de calor C, grafite: conduz eletricidade Ductibilidade (facilidade de virar fio) Maleabilidade (facilidade de virar chapas e dobrar)

Ligação Metálica: Metal + Metal A ligação é devida à atração entre os cátions metálicos e os elétrons que estão em movimento ao redor destes cátions. Tem-se, portanto, um grande número de elétrons (mar de elétrons ou nuvem eletrônica) envolvendo os cátions. cátion elétrons da camada de valência Exemplo: Substância metálica sódio, formada pela ligação metálica entre seus átomos. 11Na: K= 2 L= 8 M=1 C.N.E.= 1

Ligação Iônica: Metal + Não Metal Quando um metal se aproxima de um não metal, o núcleo do não metal atrai fortemente os elétrons da camada de valência do metal. Ocorre, então, a transferência definitiva destes elétrons: o metal perde elétrons e se transforma em cátion e o não metal ganha elétrons e se transforma em ânion. Na ligação, forma-se um composto iônico, sempre sólido. A fórmula do composto é chamada íon-fórmula. Para mostrar a ligação, utiliza-se a estrutura de Lewis.

Exemplos: Ligação entre sódio (metal do grupo 1) e cloro (não metal do grupo 17) 11Na: K= 2 L= 8 M= 1 17Cl: K= 2 L= 8 M= 7 sódio + cloro  cátion do sódio + ânion do cloro Transferência de elétron .. ﴾ : Cl : ﴿- . : Cl :  .. Na . + Na+ + Íon-fórmula: NaCl

.. . : Cl :  .. ﴾ : Cl : ﴿- Na . + Na+ + +  + 11Na: K= 2 L= 8 M= 1

Ligação entre cálcio (metal do grupo 2) e cloro (não metal do grupo 17) 20Ca: K= 2 L= 8 M= 8 N= 2 17Cl: K= 2 L= 8 M= 7 cálcio + cloro  cátion do cálcio + ânion do cloro Transferência de elétron . : Cl :  .. .. ( : Cl : ﴿- Ca : + Ca2+ + Transferência de elétron . : Cl : .. .. ( : Cl : ﴿- Íon-fórmula: CaCl2

.. . 2 : Cl :  .. 2 ( : Cl : ﴿- Ca : + Ca2+ + + +  20Ca: K= 2 L= 8 M= 8 N= 2 17Cl-: K= 2 L= 8 M= 8 17Cl: K= 2 L= 8 M= 7 20Ca2+: K= 2 L= 8 M= 8

Ligação entre cálcio (metal do grupo 2) e oxigênio (não metal do grupo 16) 20Ca: K= 2 L= 8 M= 8 N= 2 8O: K= 2 L= 6 cálcio + oxigênio  cátion do cálcio + ânion do oxigênio Transferência de elétron . . O :  .. .. ﴾ : O : ﴿2- Ca : + Ca2+ + Transferência de elétron Íon-fórmula: CaO

.. . . O :  .. ( : O : ﴿2- Ca : + Ca2+ + +  + 20Ca: K= 2 L= 8 M= 8 N= 2 8O: K= 2 L= 6 20Ca2+: K= 2 L= 8 M= 8 8O2-: K= 2 L= 8

Ligação Covalente: Não Metal + Não Metal Quando um não metal se aproxima de outro não metal, o núcleo de cada um deles atrai fortemente os elétrons da camada de valência do outro (além dos próprios elétrons). Como nenhum deles consegue retirar os elétrons do outro, eles acabam compartilhando estes elétrons, aos pares. Cada par compartilhado pertence aos 2 átomos em ligação.

Na ligação, forma-se uma substância molecular (molécula). A fórmula da substância é chamada fórmula molecular. Para mostrar a ligação, utiliza-se a estrutura de Lewis, também chamada de fórmula eletrônica. Neste tipo de ligação, também, existe a fórmula estrutural, que mostra apenas quantas ligações existem entre os átomos, através de traços. Cada traço representa um par de elétrons sendo compartilhado entre os 2 átomos em ligação.

Exemplos: gás hidrogênio fórmula molecular: H2 fórmula eletrônica: fórmula estrutural: H : H H H

gás cloro fórmula molecular: Cl2 fórmula eletrônica: fórmula estrutural: .. .. : Cl : Cl : .. .. Cl Cl

gás oxigênio fórmula molecular: O2 fórmula eletrônica: fórmula estrutural: . . : O : O : .. .. O O

gás nitrogênio fórmula molecular: N2 fórmula eletrônica: fórmula estrutural: . . : N : N : . . N N

gás clorídrico ou cloreto de hidrogênio fórmula molecular: HCl fórmula eletrônica: fórmula estrutural: .. H : Cl : H Cl

gás carbônico fórmula molecular: CO2 fórmula eletrônica: fórmula estrutural: . . . . : O : C : O : .. . . O C O

água fórmula molecular: H2O fórmula eletrônica: fórmula estrutural: .. H : O : H H O H

amônia fórmula molecular: NH3 fórmula eletrônica: fórmula estrutural: . . H : N : H H N H H H

gás metano fórmula molecular: CH4 fórmula eletrônica: fórmula estrutural: H . . H : C : H H C H H