Ligações Químicas

Arranjos Atômicos

• As ligações químicas tem forte influência sobre diversas propriedades dos materiais

• Os elétrons de valência (do último nível) são os que participam das ligações químicas.

• Os átomos buscam a configuração mais estável dos gases nobres (com 2 ou 8 elétrons)

• Dependendo da energia envolvida na ligação elas podem ser divididas em

• Fortes • Fracas

• Ligações fortes:

Iônicas

Covalentes

Metálicas

• Ligações fracas:

Van der waals

Representação esquemática dos estados de energia preenchidos para um átomo de

sódio

Ligação iônica

Ligação Iônica

Representação esquemática da ligação iônica para o NaCl

• Resulta da atração mútua entre íons positivos e negativos

Representação esquemática da ligação covalente em uma molécula de metano.

• Os átomos atingem a configuração estável compartilhando elétrons com um átomo adjacente

Ligação Covalente – Cl - Cl

A ligação covalente é direcional, ou seja mantém um ângulo entre as ligações. Nos materiais

covalentes há uma tendência a reduzir a expansão térmica e a densidade em relação a

materiais iônicos com massa atômica semelhante

União de dois átomos de sódio por meio da ligação metálica

Modelo da Ligação Metálica

Ilustração esquemática da ligação metálica

• Estrutura formada por íons positivos e elétrons livres de valência que formam uma “nuvem eletrônica” que circula livremente entre os íons positivos

Propriedades associadas as ligações metálicas

• Alta condutividade elétrica e térmica: os elétrons podem se mover em presença de uma f.e.m. ou de um gradiente de temperatura.

• Permitem grande deformação plástica pois as ligações são móveis ou seja não são rígidas como as iônicas e as covalentes

• Possuem o brilho metálico, como os elétrons são muito móveis trocam de nível energético com facilidade emitindo fótons

• São sempre opacos: pela mesma razão acima mas nesse caso absorvendo a luz incidente

Representação esquemática de uma molécula polar

• Dipolos elétricos ocorrem quando os centros das cargas positivas não coincidem com o centro das cargas negativas em uma molécula

Ilustração esquemática da ligação de van der waals

• São ligações secundárias fracas que estão relacionadas a atração de dipolos elétricos

Representação esquemática da ligação de Van der Waals para o ácido fluorídrico

Ligações por dipolos induzidos

Atração por pontes de hidrogênio entre moléculas de água

Expansão da água no estado sólido

Ligações químicas em relação aos tipos de materiais

Influência da energia da ligação em algumas propriedades dos materiais

• Quanto maior a energia envolvida na ligação química há uma tendência de:

• Maior ser o ponto de fusão do composto• Maior a resistência mecânica• Maior a dureza• Maior o módulo de elasticidade• Maior a estabilidade química• Menor a dilatação térmica