Introdução

Ao longo do século XIX, enquanto se formulava a teoria atômica,sucederam-se com maior ou menor grau de acerto suposiçõessobre a natureza das forças que mantêm unidos os átomos noscompostos químicos.Uma das hipóteses mais aceitas foi a de Berzelius, segundo a qualas combinaçõesquímicas obedecem ao princípio da atração entre cargas elétricasde sinais opostos.

Os átomos ligam-se para adquirir maior estabilidade com o mínimo de energia.

Gases Nobres (8A): são encontrados isoladamente porque são

estáveis por natureza. O gás hélio (He) tem dois elétrons na

camada K. O neônio (Ne), argônio (Ar), criptônio

(Kr), xenônio (Xe), radônio (Rn) e Ununóctio apresentam

oito elétrons na camada de valência (que é a última camada).

Sendo que o radônio tem sido aplicado como fonte de radiação emcanceroterapia, oferecendo algumas vantagens sobre o rádio. Utiliza-setambém como indicador radioactivo para a detecção de fugas de gases ena medida da velocidade de escoamento de fluidos. Também é utilizadoem sismógrafos e como fonte de neutrons. O átomo de rádon é altamenteinstável. Todos os seus isótopos têm semi-vidas extremamente curtas eemitem radiação alfa, transformando-se em polónio. O rádon é formadona desintegração do rádio e, portanto, todos os minerais que contêm rádiotêm também rádon.

Pela posição na tabela periódica, a previsão é que apresente propriedades

químicas similares ao radônio. Por isso, também é conhecido pelo nome

de eka-radônio. Provavelmente será o segundo elemento gasoso

radioativo, e o primeiro gás com semicondutividade.

Ununóctio (do latim um, um, oito) é o nome provisório do elemento

químico superpesado sintético de número atômico 118 (118 prótons e

118 elétrons). Seu símbolo químico provisório e Ocupa o grupo 18

(VIIIA ou 0) da tabela periódica juntamente com os gases nobres.

E. Eletropositivo + E. Eletronegativo Iônica

E. Eletronegativo + E. Eletronegativo Covalente

E. Eletropositivo + E. Eletropositivo Metálica

As ligações químicas podem ser classificadas em 3

categorias:

A ligação iônica ocorre entre metais e não metais e entre metais

e hidrogênio. Num composto iônico, a quantidade de cargas

negativas e positivas é igual.

A ligação entre o sódio (11Na) e o cloro (17Cl) é um exemplo característico

de ligação iônica. Observe a distribuição dos elétrons em camadas para os

dois elementos:

Na 2 - 8 - 1 Cl 2 - 8 - 7

±+

–

±+±+±+ ±+±+±+±+

–

–

– –

–

–

±+

–

–

–

±+

–

±+±+±+ ±+±+±+±+

–

–

– –

–

–

±+

–

–

––

–

–

–

––

–

±+

–

±+±+±+ ±+±+±+±+

–

–

– –

–

–

±+

–

–

–

–

sódio#e=2+8+1=#p

±+

–

±+±+±+ ±+±+±+±+

–

–

– –

–

–

±+

–

–

––

–

–

–

––

–

cloro#e=2+8+7=#p

–

–

Íon sódio #e = #p -1

íon cloreto#e = #p+1

–

elétrontotalmentetransferido

Carga negativa

Carga positiva

Cl- Cl- Cl- Cl-

Cl- Cl- Cl- Cl-

Cl- Cl- Cl- Cl-

Cl- Cl- Cl- Cl-

Na+ Na+ Na+

Na+ Na+ Na+

Na+ Na+ Na+

Na+

Na+

Na+

Na+ Na+ Na+ Na+

Opostos se atraem.

Sódios se acomodam entre cloros.

formam-se cristais cúbicos perfeitos.

Cl- Cl- Cl- Cl-

Cl- Cl- Cl- Cl-

Cl- Cl- Cl- Cl-

Cl- Cl- Cl- Cl-

Na+ Na+ Na+

Na+ Na+ Na+

Na+ Na+ Na+

Na+

Na+

Na+

Na+ Na+ Na+ Na+

Para o cloro interessa adicionar um elétron à sua última

camada, completando a quantidade de oito elétrons nela. Ao sódio

interessa perder o elétron de sua camada M, assim a anterior passará a ser

a última, já possuindo a quantidade necessária de elétrons. Na

representação da ligação, utilizamos somente os elétrons da última

camada de cada átomo. A seta indica quem cede e quem recebe o

elétron. Cada elétron cedido deve ser simbolizado por uma seta. Esta

representação é conhecida por fórmula eletrônica ou de Lewis.

Então:

METAL + NÃO-METAL → LIGAÇÃO IÔNICA

Há, no entanto, uma tênue linha divisória entre a ligação covalente e a

iônica. Com relação à eletronegatividade dos elementos

participantes, Linus Pauling estabeleceu que se a diferença de

eletronegatividade(ΔE) for superior à 1,7, a ligação é iônica. No

entanto, pode-se dizer que a ligação Carbono-Bromo (ΔE < 1,65) tem

caráter levemente iônico.

É reconhecido como um dos quatro

maiores cientistas da humanidade

(Galileu, Newton e Einstein).

(28 de Fevereiro de 1901, Portland, Estados Unidos da América – 19 de

Agosto de 1994)

Foi um químico quântico e bioquímico dos Estados Unidos da América.

Também é reconhecido como cristalográfico, biólogo molecular e

pesquisador médico.

Pauling é amplamente reconhecido como um dos principais químicos do

século XX. Foi pioneiro na aplicação da Mecânica Quântica em Química, e em 1954 foi galardoado com o Prêmio Nobel da Química pelo seu trabalho relativo à natureza das ligações químicas.

Habilidade que os elementos possuem de estabelecer ligações químicas

Elétrons de valência: elétrons mais externos do átomo e que participam das ligações

químicas

Ocorre, em geral , entre átomos de não metais onde a diferença deeletronegatividade seja baixa.

A ligação covalente e decorre do

compartilhamento o de pares de elét rons, com spins oposto os ou Anti –

paralelos, formando moléculas.

- se o par de elét rons é constituído por um elétron de cada

átomo envolvido, a ligação é dita covalente e normal ;

- se o par de elét rons é cedido por apenas um dos átomos

a ligação é dita covalente e dativa ou coordenada .

• Gerada pelo compartilhamento de elétrons de

valência entre os átomos.

Cl - Cl

Ex: Molécula de Cl2

Elétrons de valência são os elétrons dos orbitais mais externos.

• Um elétron de cada átomo é compartilhado com o outro, gerando uma camada completa para ambos.

Ligação covalente (cont.)

A ligação covalente é direcional e forma ângulos bem definidos

Tem uma grande faixa de energias de ligação => pontos de fusão

• Energias da ordem de centenas de kJ/mol

• Ex: Carbono na estrutura do diamante 3550 C

• Ex: Bismuto 270 C

DIAMANTE

GRAFITE

Ligação forte

Ligação fraca

Exemplo em polímeros• Etileno e Polietileno

Na molécula de etileno(C2H4), os carbonoscompartilham dois pares deelétrons. Molécula

deetileno

Mero de etileno

Molécula depolietileno

A ligação covalente dupla pode se romper em duas simples permitindo a ligação com outros “meros” para formar uma longa molécula de polietileno.

Molécula de Oxigênio (O2)

Átomo de Oxigênio Átomo de Oxigênio

24

• Os elétrons de valência são compartilhados

• Forma-se com átomos de alta eletronegatividade

• A ligação covalente é direcional e forma ângulos bem definidos (apresenta um certo grau de ligação iônica)

• A ligação covalente é forte = 125-300 Kcal/mol

• Esse tipo de ligação é comum em compostos orgânicos, por exemplo em materiais poliméricos e diamante.

Ex: metano (CH4)

Ligação Covalente(cont.)

O

O

H

H

HH+

+

+

–

–

+

+

Ligações de

Hidrogênio

• Moléculas de

água têm leve

separação de

cargas

• Elétrons

preferem O em

relação ao H

• Ligações de

Hidrogênio

formam-se entre

O de uma

molécula de

água e o H de

outra

• Tensão Superficial: concentração de

ligações de hidrogênio

na interface ar-água

• Coesão: moleculas de água se

associam entre si

• Ação de Capilaridade: movimento da água

através de tubos por

coesão e adesão

• Adesão: moléculas de água se associam

com outras moléculas ou superfícies

• Molhabilidade: movimento da água dentro

de madeira ou gelatina

por ação de capilaridade

Água apresenta altos

valores de

Calor específico: calor

necessário para mudar

a temperatura

Calor de Vaporização: calor necessário para

converter líquido em gas

Gelo flutua !

Substâncias que se dissolvem em água = hidrofílicas Polares

Iônicas

Substâncias que são insolúveis em água = hidrofóbicas Não-polares

Ligações

Iônicas de

NaCl têm

cargas +/-

Água tem

cargas +/-

parciais

O tende a

juntar-se

ao Na+

H tende

a juntar-

se ao Cl-

+

Água

–

íon hidroxido

+

Íon hidrogênio

Umas poucas moléculas de água naturalmente se dissociam em íons

• Íon hidróxido é negativo e básico

• íon hidrogênio é positivo e ácido

NeutropH+ = pOH–

Ácidez Crescente pH+ > pOH–

Basicidade CrescentepH+ < pOH–

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Suco de

Limão

Suco de

Lima

Ácidez do

Estômago

CervejaCafé

Urina

Água

Sangue

Água

do mar

Soda

Barrilha

Alvejante

Amônia

Limpa

Forno

100 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 10-13 10-14

10-14 10-13 10-12 10-11 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100

Podemos concluir que:

Ametal + Ametal → Ligação Covalente → Substância molecular → Sólido ou Líquido ou Gás

Analogamente, podemos dizer que, para atingir o octeto, os ametais do

grupo 6A(16) devem compartilhar dois pares de elétrons; os do grupo

5A(15), três pares; e os do 4A(14), quatro pares.

Ligação Metálica

É a formação de nossos metais

Ligação metálica é a ligação entre metais e metais. Formam as chamadas ligas metálicas

que são cada vez mais importantes para o nosso dia-a-dia.

No estado sólido, os metais se agrupam de forma geometricamente ordenados formando

as células, ou grades ou retículo cristalino.

Uma amostra de metal é constituída por um grande número de células unitárias

formadas por cátions desse metal.

Na ligação entre átomos de um elemento metálico ocorre liberação parcial dos elétrons

mais externos, com a conseqüente formação de cátions, que formam as células unitárias.

Esses cátions têm suas cargas estabilizadas pelos elétrons que foram liberados e que

ficam envolvendo a estrutura como uma nuvem eletrônica. São dotados de um certo

movimento e, por isso, chamados de elétrons livres.

Essa movimentação dos elétrons livres explica por que os metais são bons condutores

elétricos e térmicos.

A consideração de que a corrente elétrica é um fluxo de elétrons levou à criação da

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.

Pompeu 39

Átomo+elétrons das camadas mais internasElétrons de valência

Nos metais, existe uma grande quantidade de elétrons quase livres, oselétrons de condução, que não estão presos a nenhum átomo em particular.

Estes elétrons são compartilhadospelos átomos, formando uma nuvemeletrônica, responsável pela altacondutividade elétrica e térmicadestes materiais.

São estas ligações e suas estruturas que os metais apresentam uma série de propriedades bem características, como por exemplo, o brilho metálico, a condutividade elétrica, o alto ponto de fusão e ebulição, a maleabilidade, a ductilidade, a alta densidade e a resistência á tração. As ligas metálicas são a união de dois ou mais metais. Às vezes com não-metais e metais. As ligas têm mais aplicação do que os metais puros.Algumas ligas:- bronze (cobre + estanho) – usado em estátuas, sinos

- aço comum (ferro + 0,1 a 0,8% de carbono) – com maior

resistência à tração, é usado em construção, pontes, fogões,

geladeiras.

- aço inoxidável (ferro + 0,1 de carbono + 18% de cromo + 8% de níquel)

– não enferruja (diferente do ferro e do aço comum), é usado em vagões

de metrô, fogões, pias e talheres.

- latão (cobre + zinco) – usado em armas e torneiras.

- ouro / em jóias (75% de ouro ou prata + 25% de cobre) – usado para

fabricação de jóias. Utiliza-se 25% de cobre para o ouro 18K. E o ouro

24K é considerado ouro puro.

As substâncias metálicas são representadas graficamente pelo símbolo do

elemento:

Exemplo: Fe, Cu, Na, Ag, Au, Ca, Hg, Mg, Cs, Li.