Ligaes qumicas

Prof. Regiane Strapasson

Raros so os tomos que no esto ligados a outros.

Os tomos da maioria dos elementos qumicos no

existem isoladamente.

Na natureza, as substncias buscam um estado energtico mais estvel, ou seja, de menor energia.

Essas associaes entre os tomos chamam-se ligaes qumicas.

Avogadro (1776-1856)

Partculas formadas por mais de um tomo = MOLCULAS

tomos do mesmo elemento qumico

Substncias

compostas

MOLCULAS tomos de elementos diferentes

Substncias

simples

Substncias qumicas Inica Molecular Metlica

tomos isolados geralmente no so estveis.

A eletronegatividade a propriedade que um tomo tem de atrair eltrons numa ligao qumica.

tomos muito eletronegativos adquirem estabilidade ao receber eltrons, formando NIONS.

tomos pouco eletronegativos adquirem estabilidade ao doar eltrons, formando CTIONS;

tomos de eletronegatividades intermedirias adquirem estabilidade compartilhando eltrons.

Raio (tomos grandes) Eletronegatividade

Raio (tomos pequenos) Eletronegatividade

A eletronegatividade expressa o poder de um tomo

para atrair eltrons em uma ligao qumica.

Um tomo adquire estabilidade quando possui oito

eltrons na camada eletrnica mais externa, ou dois

eltrons quando possui apenas a camada K

Os tomos, ao se combinarem, tendero a adquirir a

configurao do gs nobre mais prximo, que de 8

eltrons na ltima camada (octeto) para atingir a

estabilidade. Com exceo do hlio (He 2 eltrons)

Regra do octeto

Regra do Octeto

Elementos que possuem 8 eltrons na camada de valncia so estveis.

Gases nobres: Ne, Ar, Kr, Xe, Rn

Encontram-se sozinhos (estveis)

Configurao Geral: ns2 np6

Obs. Esta regra s vlida para os elementos

representativos. Exceo para o H, Li, B e Be.

Obs. Esta regra s vlida para os elementos: H, Li, B e Be.

Regra do Dueto

Gs nobre: He Configurao Geral: ns2

LIGAO INICA OU ELETROVALENTE

Definio: eltrons so transferidos de um tomo para outro dando origem a ons de cargas

contrrias que se atraem.

Exemplo: formao do cloreto de sdio NaCl.

Na (Z = 11) 1s2 ,2s2, 2p6, 3s1

Cl ( Z = 17) 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p5

Na+ Cl- Na Cl

Configurao dos tomos:

Na Cl

LIGAO INICA OU ELETROVALENTE

Transferncia do eltron:

Na Cl

LIGAO INICA OU ELETROVALENTE

Formao dos ons:

Na+ Cl-

LIGAO INICA OU ELETROVALENTE

Atrao Eletrosttica:

Na+ Cl-

LIGAO INICA OU ELETROVALENTE

Estrutura cristalina do NaCl slido

Na prtica, uma reao no envolve apenas 2 tomos, mas sim um nmero enorme de tomos, formando um

aglomerado enorme de ons, chamado de retculo

cristalino ou inico.

Metais alcalinos e metais

alcalino-terrosos s fazem

ligaes do tipo inica.

Ligao entre o clcio (metal) e o cloro (no-metal)

20Ca - ( tende a ceder 2 eltrons)

17Cl (tende a receber um eltron)

x+ [ ] -xCa

oo

oo

oooCl

oo

oo

oooCl

Ca[ ]2+

+ 2x

oo

oo

oooCl

CaCl2

Famlia Carga dos on

1A +1

2A +2

3A +3

5A - 3

6A - 2

7A / H - 1

Quem perde e quem recebe eltrons?

PERDE ELTRONS

METAIS

GANHA ELTRONS

NO-METAIS

Numa ligao inica, sempre:

n de eltrons cedidos = n de eltrons recebidos

Ligaes inicas ocorrem entre?

Ocorre entre tomos que apresentam:

Baixo potencial de ionizao (Energia necessria para retirar um eltron de um tomo gasoso para

formar um ction gasoso) facilidade perder eltrons

Alta afinidade eletrnica (Energia liberada quando um eltron agregado a um tomo neutro formando

um nion gasoso) - facilidade em receber eltrons

Metais e no-metais: NaCl, KBr, etc.

Metais e hidrognio: NaH

Obs.: hidrognio - Embora possua um eltron, no metal, logo, no tende a

perder esse eltron. Na verdade, o hidrognio tende a receber um eltron ficando

com configurao eletrnica igual do gs hlio.

So slidos nas condies ambiente;

Possuem elevados pontos de fuso e ebulio;

Conduzem a corrente eltrica quando fundidos ou em soluo aquosa, devido presena de ons livres.

Caractersticas dos compostos inicos

As substncias inicas so formadas pela combinao

de elementos de eletronegatividades muito diferentes

(principalmente metais e no-metais)

Frmula dos Compostos Inicos

[A]+X Y

[B]-Y X

Cargas = + xy xy = zero

Exemplos:

Ca+2 + Br-1 CaBr2

Al+3 + S-2 Al2S3

Mais exemplos

a) K+Cl- KCl

b) Ca+2I-1 CaI2

c) Al+3S-2 Al2S3

d) Fe+3O-2 Fe2O3

Exerccios: (1) (UDESC-SC) o elemento 19A combina-se com

34B. Qual a frmula do composto formado e

qual o tipo de ligao estabelecida?

A (Z = 19) 1s2 ,2s2, 2p6, 3s2 ,3p6, 4s1

B ( Z = 34) 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p4

A

A

B A2B

Exerccios: (2) (F.M. SANTA CASA -SP) tomos neutros,

representados por , ao se unirem a tomos

de flor formam o composto inico de frmula.

Dado: F (Z=9)

a) XF

b) XF3

c) X2F7

d) X2F3

e) X2F

X (Z = 3) 1s2 ,2s1

F ( Z = 9) 1s2, 2s2, 2p5

X37

X F XF

Uma ligao metlica ocorre entre dois tomos de

metais (iguais ou diferentes).

Nessa ligao todos os tomos envolvidos perdem

eltrons de suas camadas mais externas, que se

deslocam mais ou menos livremente entre eles,

formando uma nuvem eletrnica (tambm conhecida

como "mar de eltrons").

Ligao metlica caracterizada por foras eltricas

entre a nuvem de eltrons e os ons positivos.

Ligao Metlica

Ligao Metlica

Substncias metlicas

As substncias metlicas so formadas por tomos

de baixa eletronegatividade (metais), cujos eltrons

podem passar com relativa facilidade de um tomo para

outro da estrutura.

As substncias metlicas so representadas pelo prprio

smbolo do elemento qumico:

Ouro Au

Ferro Fe

Cobre Cu

Os metais e as ligas metlicas so cada vez mais

importantes em nosso dia-a-dia.

Ex. de ligas metlicas:

lato (Cu e Zn), bronze (Cu e Sn), amlgama (Hg e outros metais, principalmente Ag), ao (Fe e C, mesmo que o C no seja metal), ligas leves (Mg e Al), Ouro 18 quilates (Au e Cu/Ag).

Substncias metlicas

Principais caractersticas dos metais:

Conduo fcil da eletricidade (devido aos e- livres);

brilho, cor, densidade, pontos de fuso variveis,

condutividade trmica, maleabilidade (laminas) e

ductibilidade (fios).

Ligao Metlica

Possui 7 eltrons na camada de valncia

Definio: A ligao covalente comum baseia-se no compartilhamento de um ou mais pares de eltrons,

onde cada tomo envolvido na ligao contribui com 1

eltron para a formao do par eletrnico.

Exemplo: formao do cloro Cl2.

Cl ( Z = 17) 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p5

Cl Cl

Ligao Covalente ou molecular

Os dois tomos no podem formar uma ligao inica porqu tem a mesma eletronegatividade.

Neste caso os dois tomos competem igualmente pelos eltrons.

Ligao Covalente ou molecular

Somente o compartilhamento que pode assegurar

que estes tomos atinjam a quantidade de eltrons

necessria em suas ltimas camadas.

Cada um dos tomos envolvidos entra com um eltron

para a formao de um par compartilhado, que a

partir da formao passar a pertencer a ambos os

tomos.

No h formao de ons, pois as estruturas formadas

so eletricamente neutras.

Substncias moleculares

As substncias moleculares, ou molculas, so conjuntos

de tomos iguais ou diferentes unidos por ligaes

covalentes, nas quais tomos de alta eletronegatividade

compartilham pares de eltrons.

As molculas formadas por tomos iguais correspondem s substncias simples:

Ex.: Cl2, O2, N2, F2 e H2.

As molculas formadas por tomos diferentes correspondem s substncias compostas:

Ex.: H2O (gua), NH3 (amnia), C6H12O6 (glicose) e C2H6O

(etanol), C257H383N65O77S6 (insulina-hormnio ligado absoro de acar pelo organismo).

O par de eltrons compartilhado representado por um trao.

Esse par de eltrons ir constituir um orbital comum aos dois tomos ligados, que conhecido como

orbital molecular.

O O O2 O = O Frmula eletrnica ou

de Lewis

Frmula

Molecular

Frmula

Estrutural

Representao da ligao covalente

orbital molecular: a regio onde ocorre a fuso

dos orbitais atmicos

Conhecendo-se a distribuio eletrnica do tomo ou sua posio na tabela peridica, fica fcil chegar ao

nmero de covalncias de que ele pode participar.

Representao da ligao covalente

GRUPO OU FAMLIA Eltrons de valncia

(externos)

No de ligaes

covalentes

14 ou 4A 4 4

15 ou 5A 5 3

16 ou 6A 6 2

17 ou 7A 7 1

HIDROGNIO 1 1

E

E

E

E

H

E

E

E

E

H

O elemento hidrognio (H) pode formar a substncia gs hidrognio (H2), bem como vrios compostos com ametais:

Molculas com hidrognio (H)

HCl

H2O

NH3

CH4

H

H H

Cl

O H HO

H HN

H

H N H

H

H HC

H

H

H

H

CH

H

H Cl Cloreto de hidrognio

gua

amnia

metano

Ligaes simples, duplas e triplas

Substncia Frmula

molecular

Frmula

eletrnica

Frmula

estrutural

N

H H H HH2

O OO2 O O

NN2 N N

CO2 O OC O OC

H C N H C NHCN

Hidrognio

Oxignio

Nitrognio

Dixido de Carbono

Cianeto de Hidrognio

Ligao Covalente dativa ou coordenada

Nas substncias moleculares podem ocorrer ligaes covalentes dativas ou coordenadas.

Nessas ligaes o par de eltrons compartilhado proveniente de um nico tomo j estabilizado por outras

ligaes covalentes.

S (Z=16) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 compartilha 2 pares de eltrons

O (Z = 8) 1s2 2s2 2p4 compartilha 2 pares de eltrons

SO2

Frmula eletrnica ou Estrutura de Lewis.

Frmula Molecular Frmula Estrutural

A ligao dativa representada por uma seta.

OSO S OO

Ligao Covalente dativa

Outro exemplo: SOCl2 (cloreto de sulfurila)

S (Z=16) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 compartilha 2 pares de eltrons

O (Z = 8) 1s2 2s2 2p4 compartilha 2 pares de eltrons

Cl (Z = 17) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 compartilha 1 par de eltrons

SOCl2

Frmula eletrnica ou Estrutura de Lewis.

Frmula Molecular Frmula Estrutural

A ligao dativa representada por uma seta.

Previso das ligaes covalentes

GRUPO OU

FAMLIA

Eltrons de

valncia

(externos)

No de ligaes

covalentes

No de ligaes

Covalentes dativas

14 ou 4A 4 4 0

15 ou 5A 5 3 1

16 ou 6A 6 2 2

17 ou 7A 7 1 3

E

E

E

E

E

E

E

E

Um tomo far tantas ligaes covalentes quantas forem necessrias para completar o octeto.

E com o octeto completo, havendo pares de eltrons no utilizados em ligaes, esses ficaro disponveis para as ligaes dativas.

E

E

E