Esforça-te, e tem bom ânimo; não temas, nem te espantes; porque o SENHOR teu Deus é contigo, por onde quer que andares

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LIGAÇÕES QUÍMICAS: IÔNICA, MOLECULAR E METÁLICA

Se átomos de um mesmo elemento ou de elementos diferentes não tivessem a capacidade de se combinarem uns com os outros, certamente não encontraríamos na natureza uma grande variedade de substâncias. Há diferentes maneiras pelas quais os átomos podem se combinar, como, por exemplo, mediante o ganho ou a perda de elétrons, ou pelo compartilhamento de elétrons dos níveis de valência.

Em 1916, os cientistas Walter Kossel e Gilbert Newton Lewis associaram esses dois fatos, ou seja, a tendência de elementos com oito elétrons na camada de valência aparecerem isoladamente, com a tendência que os elementos manifestam de perder, ganhar ou compartilhar elétrons. A partir dessa associação, propuseram uma teoria para explicar as ligações químicas entre os elementos:

Teoria do Octeto: um grande número de átomos adquire estabilidade eletrônica quando apresenta oito elétrons na sua camada mais externa.

VALÊNCIA - é o número de ligações feitas por um átomo para alcançar a estabilidade.

Essa teoria é aplicada principalmente para os elementos representativos (família A), sendo que os elementos de transição (família B) não seguem obrigatoriamente esse modelo

a) LIGAÇÃO IÔNICA OU ELETROVALENTE

Ocorre com a transferência de elétrons de um metal ( FAMILIA 1ª, 2ª OU 3ª) para um ametal( 5ª, 6ª OU 7ª) entre íons, positivos (cátions) e negativos (ânions), e é caracterizada pela existência de forças de atração eletrostática entre os íons.

Esquematicamente, a ligação iônica entre os átomos A e B, genéricos, pode ser assim representada Os compostos assim formados são denominados compostos iônicos. Constituem estruturas eletricamente neutras.. A interação entre os íons produz aglomerados

com forma geométrica definida, denominados retículos cristalinos, característicos dos sólidos.

Representação de retículo de NaCl.

A existência do retículo iônico determina as principais características desses compostos:

a) Como apresentam forma definida, são sólidos nas condições ambientes (temperatura de 25 °C e pressão de 1 atm).

b) Os compostos iônicos apresentam elevadas temperaturas de fusão e temperatura de ebulição.

c) Quando submetidos a impacto, quebram facilmente, produzindo faces planas; são, portanto, duros e quebradiços.

d) Apresentam condutibilidade elétrica quando dissolvidos em água ou quando puros no estado líquido (fundidos), devido à existência de íons com liberdade de movimento, que podem ser atraídos pelos eletrodos, fechando o circuito elétrico.

e) Seu melhor solvente é a água.

FÓRMULAS DOS COMPOSTOS IÔNICOS Ex:

Esforça-te, e tem bom ânimo; não temas, nem te espantes; porque o SENHOR teu Deus é contigo, por onde quer que andares

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LIGAÇÕES QUÍMICAS: IÔNICA, MOLECULAR E METÁLICA

b) LIGAÇÃO COVALENTE OU MOLECULAR

Esse tipo de ligação ocorre quando os átomos envolvidos tendem a receber elétrons. Como é impossível que todos os átomos recebam elétrons sem ceder nenhum, eles compartilham seus elétrons, formando pares eletrônicos. Cada par eletrônico é constituído por um elétron de cada átomo e pertence simultaneamente aos dois átomos. Como não ocorre ganho nem perda de elétrons, formam-se estruturas eletricamente neutras, de grandeza limitada, denominadas moléculas. Por esse motivo, essa ligação também é denominada molecular. A relação entre a posição na tabela e o número de ligações é indicada na tabela abaixo

Elemento

(Família)

Camada de

valência elétrons

Quant, de pares

de elétrons

Possibilidade de

ligação

VIIA 7 1 1 simples

VIA

6

2 2 simples ou 1 duplas

VA

5

3

3 simples, 1 simples e 2 duplas ou

1 tripla

IVA

4

4

4 simples, 2 simples e 1 dupla, 2 duplas ou

1 simples e 1 tripla

hidrogênio 1 1 1 simples

c) FÓRMULAS QUÍMICAS

A representação do número e dos tipos de átomos que formam uma molécula é feita por uma fórmula química. Existem diferentes tipos de fórmulas: a molecular, a eletrônica e a estrutural plana.

•••• Molecular: é a representação mais simples e indica apenas quantos átomos de cada elemento químico formam a molécula.

•••• Eletrônica: também conhecida como fórmula de Lewis, esse tipo de fórmula mostra, além dos elementos e do número de átomos envolvidos, os elétrons da camada de valência de cada átomo e a formação dos pares eletrônicos.

•••• Estrutural plana: também conhecida como fórmula estrutural de Couper, ela mostra as ligações entre os elementos, sendo cada par de elétrons entre dois átomos representado por um traço. O número de ligações covalentes que um átomo faz é chamado de valência desse átomo.

Exemplo, H e Cl são monovalentes; O é bivalente; N é trivalente; C é tetravalente.

CASOS PARTICULARES

Vários compostos estáveis não apresentam oito elétrons em torno de um átomo da molécula. Veja alguns elementos que não seguem a regra do octeto

Existem compostos (BeH2, BF3, SF6, PCl5 e NO2) que não obedecem a Teoria do Octeto. A existência destes compostos é explicada através da Teoria da Hibridação de Orbitais Atômicos, porém no nível de Ensino médio esta teoria não será abordada.

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LIGAÇÕES QUÍMICAS: IÔNICA, MOLECULAR E METÁLICA

c) LIGAÇÃO COVALENTE DATIVA OU COORDENADA Essa ligação é semelhante à covalente comum, e ocorre entre um átomo que já atingiu a estabilidade eletrônica e outro ou outros que necessitem de dois elétrons para completar sua camada de valência.

A ligação dativa pode ser indicada por uma

seta

Ex:

Acido Fosfórico H3PO4

PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS MOLECULARES.

♦pontos de fusão e de ebulição baixos, quando comparados aos das substâncias iônicas;

♦nas condições ambientes, podem ser encontrados nos estados gasoso, líquido e sólido;

♦ quando puros, não conduzem a corrente elétrica em nenhum estado físico;

♦ poderão conduzir a corrente elétrica, quando em solução aquosa, dependendo de haver ou não a formação de íons na solução. d) LIGAÇÃO METÁLICA Algumas propriedades apresentadas pelos metais são muito diferentes das observadas em outras substâncias. A maioria dos metais é sólida à temperatura ambiente (25 °C) e apresenta cor prateada. As exceções são o mercúrio, único metal encontrado no estado líquido, cujo brilho característico é denominado aspecto metálico, o cobre (Cu) e o ouro (Au), os quais apresentam,

respectivamente, cor avermelhada e dourada.

Experiências com raios X levam a crer que os retículos cristalinos dos metais sólidos consistem em um agrupamento de cátions fixos, rodeados por um verdadeiro "mar" de elétrons. Esses elétrons são provenientes da camada de valência dos respectivos átomos e não são atraídos por nenhum núcleo em

particular: eles são deslocalizados. Esses elétrons ocupam o retículo cristalino do metal por inteiro e a liberdade que têm de se moverem através do cristal é responsável pelas propriedades que caracterizam os metais:

♦♦♦♦ condutibilidade: são excelentes condutores de corrente elétrica e de calor;

♦♦♦♦ maleabilidade: capacidade de produzir lâminas, chapas muito finas;

♦♦♦♦ductibilidade: capacidade de produzir fios.

LIGAS METÁLICAS

São materiais com propriedades metálicas que contêm dois ou mais elementos, sendo pelo menos um deles metal.

As ligas metálicas possuem algumas características que os metais puros não apresentam e por isso são

produzidas industrialmente e muito utilizadas.

Ex de ligas metálicas Ouro 18 quilates: mistura formada basicamente por 75% de ouro, sendo os 25% restantes de cobre e prata.

Amálgama: liga de Hg, Ag e Sn usada em obturações.

Bronze: liga de Cu e Sn usada na produção de sinos, medalhas, moedas, estátuas.

Aço inox: liga de Fe, C, Cr e Ni usada em talheres, peças de carro, brocas etc.

Latão: liga de Cu e Zn usada na produção de tubos, armas, torneiras, instrumentos musicais.

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Exercícios

01 Da combinação química entre átomos de magnésio e nitrogênio pode resultar a substância de fórmula: Números atômicos: Mg (Z = 12); N (Z = 7).

a) M3N2 b) MG2N3 c) MgN3 d) MgN2 e) MgN 02 Quando o elemento X (Z =19) se combina com o elemento Y (Z =17), obtém-se um composto, cuja fórmula molecular e cujo tipo de ligação são, respectivamente:

a) XY e ligação covalente apolar. b) X2Y e ligação covalente fortemente polar. c) XY e ligação covalente coordenada. d) XY2 e ligação iônica. e) XY e ligação iônica.

03 Podem ser citadas como propriedades características de substâncias iônicas:

a) baixa temperatura de ebulição e boa condutividade elétrica no estado sólido.

b) baixa temperatura de fusão e boa condutividade elétrica no estado sólido.

c) estrutura cristalina e pequena solubilidade em água.

d) formação de soluções aquosas não condutoras da corrente elétrica e pequena solubilidade em água.

e) elevada temperatura de fusão e boa condutividade elétrica quando em fusão.

04 As ligações, predominantemente iônicas, dão origem a compostos com as seguintes características:

a) tem baixos pontos de fusão.

b) são insolúveis em água.

c) são maus condutores no estado sólido, mas bons condutores quando dissolvidos.

d) são bons condutores no estado sólido.

e) são solúveis em solventes apolares.

05 Sólidos cristalinos com pontos de ebulição e fusão altos, solúveis em solventes polares e que conduzem corrente elétrica quando fundidos ou em solução, são exemplos de compostos formados por meio de ligação

a) covalente polar. d) iônica. b) covalente apolar. e) metálica. c) covalente dativa.

06 Dentre os compostos SCl2, SrCl2, Na2O e N2O

é (são) iônico(s) somente:

a) Na2O. d) Na2O e SCl2. b) SrCl2. e) Na2O e SrCl2. c) SCl2 e N2O.

07 Um elemento X (Z = 20) forma com Y um composto de fórmula X3Y2. O número atômico de Y é:

a) 7. d) 12. b) 9. e) 18. c) 11.

08 De modo geral, os compostos que possuem ligações iônicas:

a) são solúveis em derivados do petróleo. b) são encontrados na natureza no estado sólido. c) são duros e quebradiços.. d) pontos de ebulição elevados e pontos de fusão baixos e) alta condutividade elétrica em solução aquosa.

09 Os átomos de certo elemento metálico possuem, cada um, 3 prótons, 4 nêutrons e 3 elétrons. A energia de ionização desse elemento está entre as mais baixas dos elementos da tabela periódica. Ao interagir com halogênio, esses átomos têm alterado o seu número de:

a) prótons, transformando-se em cátions.

b) elétrons, transformando-se em ânions.

c) nêutrons, mantendo-se eletricamente neutros.

d) prótons, transformando-se em ânions.

e) elétrons, transformando-se em cátions.

10 (Fatec-SP) Identifique os pares de números atômicos correspondentes a elementos que, quando se combinam, formam o composto de fórmula

11. O fosgênio (COCl2), um gás, é preparado industrialmente por meio da reação entre o monóxido de carbono e o cloro. A fórmula estrutural da molécula do fosgênio apresenta:

a) uma ligação dupla e duas ligações simples b) uma ligação dupla e três ligações simples c) duas ligações duplas e duas ligações simples d) uma ligação tripla e duas ligações simples e) duas ligações duplas e uma ligação simples.

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LIGAÇÕES QUÍMICAS: IÔNICA, MOLECULAR E METÁLICA

12. Um elemento X possui 6 elétrons de valência. Represente a fórmula eletrônica, estrutural e molecular desse elemento quando combinado com o hidrogênio. 13. Observe a estrutura genérica representada abaixo Para que o composto esteja corretamente representado, de acordo com as ligações químicas indicadas na estrutura, X deverá ser substituído pelo seguinte elemento:

a) fósforo b) enxofre c) carbono d) nitrogênio

14. O monóxido de carbono (CO) é um dos principais poluentes atmosféricos. Esse gás incolor e inodoro pode ser letal a partir de determinadas concentrações. Escreva sua fórmula eletrônica e estrutural.

15 Sabendo-se que no composto HBrO3 o bromo está ligado aos 3 átomos de oxigênio e que o hidrogênio está ligado a um dos átomos do oxigênio, pode-se afirmar que o Br realizará:

a) ligações covalentes normais. b) ligações iônicas. c) ligações metálicas. d) ligações metálicas e iônicas. e) duas ligações covalentes coordenadas e uma normal.

16 A água oxigenada (H2O2), quando concentrada, é conhecida por peridrol. Quando exposta à luz, decompõe-se e origina água e oxigênio. Essa reação pode ser representada pela equação: Com base na equação, podemos observar que o número de elétrons compartilhados em uma molécula de água oxigenada é igual a:

a) 2. b) 3 c) 4. d) 6 e) 8.

17 Dentre os compostos a seguir, indique qual deles apresenta apenas ligações covalentes normais:

a) SO3 d) O3

b) NaCl e) H2SO4

c) NH3

18 As moléculas do monóxido de carbono (CO) e do dióxido de carbono (CO2) possuem diferenças nas suas estruturas moleculares. Assinale a alternativa correta:

Dados:C (Z = 6); O (Z = 8)

a) CO tem ligações iônicas e CO2 ligações covalentes b) CO tem duas ligações covalentes simples e CO2

tem duas ligações covalentes simples e duas dativas. c) ambas possuem duas ligações covalentes dativas d) CO possui duas ligações covalentes simples e uma dativa e CO2 possui quatro ligações covalentes simples

19 Somando-se o número de ligações covalentes dativas das moléculas: HNO3 SO3 e HClO4, teremos um valor igual a:

a) 4 b) 6 c) 8 d) 5 e) 7

20 A melhor representação para a fórmula estrutural da molécula de dióxido de carbono é:

21. A condutibilidade elétrica dos metais é explicada admitindo-se:

a) ruptura de ligações iônicas. b) ruptura de ligações covalentes. c) existência de prótons livres. d) existência de elétrons livres. e) existência de nêutrons livres.

22. O ouro utilizado na fabricação de jóias pode apresentar diferentes tonalidades de cor vermelha. Essa coloração é devida a maior ou menor porcentagem de:

a) Al b) Ag. c) Cu. d) Pb e) Hg. 23. Ferro (Fe), óxido de ferro (FeO) e polietileno (C2H4)n apresentam, respectivamente, ligações:

a) covalente, iônica e metálica. b) covalente, metálica e iônica. c) iônica, covalente e metálica. d) metálica, covalente e iônica. e) metálica, iônica e covalente.

24. Associe corretamente:

I — aço a) liga com Hg

II — amálgama b) liga Fe + C

III — latão c) liga Cu + Zn