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23-01-2015 1 Sumário Na Atmosfera da Terra: Radiação, Matéria e Estrutura – Unidade temática 2 Moléculas na Troposfera – espécies maioritárias e espécies vestigiais. • Ligação covalente. Notação de Lewis. Regra do octeto. • Como se estabelece e mantém a ligação covalente nas moléculas: H 2 , N 2 e O 2 . • Parâmetros da ligação covalente: energia e comprimento de ligação nas moléculas diatómicas. 23/01/2015 Atmosfera da Terra Moléculas na Troposfera: • Espécies maioritárias: N 2 ; O 2 ; H 2 O; CO 2 • Espécies vestigiais: H 2 ; CH 4 ; NH 3 O que é uma molécula? Uma molécula é uma combinação de dois ou mais átomos, que se mantêm unidos numa estrutura bem definida através de ligações químicas. Ligação Química – modelo covalente Ligação química Para se compreender a estrutura das moléculas é necessário usar um modelo interpretativo do modo como se ligam os átomos quando formam as moléculas. 23/01/2015
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Sumário
Na Atmosfera da Terra: Radiação, Matéria e Estrutura – Unidade temática 2
Moléculas na Troposfera – espécies maioritárias e espécies vestigiais.
• Ligação covalente. Notação de Lewis. Regra do octeto.
• Como se estabelece e mantém a ligação covalente nas moléculas: H2, N2 e O2.
• Parâmetros da ligação covalente: energia e comprimento de ligação nas moléculas
diatómicas.
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Atmosfera da Terra
Moléculas na Troposfera:
• Espécies maioritárias: N2; O2; H2O; CO2
• Espécies vestigiais: H2; CH4; NH3
O que é uma molécula?
Uma molécula é uma combinação de dois
ou mais átomos, que se mantêm unidos
numa estrutura bem definida através de
ligações químicas.
Ligação Química – modelo covalente
Ligação química
Para se compreender a estrutura das moléculas é necessário usar um modelo
interpretativo do modo como se ligam os átomos quando formam as moléculas.
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Atmosfera da Terra
Como se explica a tendência
dos átomos para se ligarem
uns aos outros formando
moléculas, ou seja, agregados
mais estáveis?
Analisemos o exemplo da
formação duma molécula
diatómica e quais as forças
responsáveis por essas
ligações.
Ligação Química
Ligação química
A figura ilustra a variação da energia potencial do conjunto de dois átomos em função da distância entre eles.
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Atmosfera da Terra
Este comportamento explica-se
como o resultado de dois efeitos
opostos:
• Atrações, entre protões e
eletrões;
• Repulsões, entre protões e
entre eletrões.
Ligação Química
Ligação química
Esquema das forças atrativas e repulsivas na interação entre dois átomos, que podem originar
uma ligação química.
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Atmosfera da Terra
Chama-se ligação química ao conjunto das
forças que mantêm os átomos unidos e
que são fundamentalmente de natureza
eletrostática.
Quanto maior for a diferença entre a
energia das moléculas e a soma das
energias dos átomos que as constituem,
mais fortes são as ligações e mais estáveis
são as moléculas.
Ligação Química
Ligação química
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Atmosfera da Terra
A ligação covalente é uma ligação química em que os
eletrões responsáveis pela ligação são partilhados
pelos dois átomos que se ligam.
Ligação Covalente
Modelo covalente de ligação química
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Atmosfera da Terra
A primeira tentativa bem sucedida para explicar a
formação de ligações covalentes foi apresentada
por Lewis em 1916.
A notação de Lewis ainda hoje se utiliza para
compreender a estrutura de moléculas simples.
Contudo, desenvolveram-se outras teorias mais
elaboradas: a Teoria da Ligação de Valência e a
Teoria das Orbitais Moleculares.
Notação de Lewis
Notação de Lewis
Gilbert Newton Lewis Físico-Químico EUA (1875-1946)
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Atmosfera da Terra
Na notação de Lewis:
• O símbolo do elemento representa o núcleo e os eletrões do cerne do átomo ou
no caso do H e do He apenas o núcleo.
• Os pontos ou cruzes simbolizam os eletrões de valência.
• Deve ter-se em conta a regra do octeto.
Notação de Lewis
Notação de Lewis
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Atmosfera da Terra
Descrição: O átomo adquire estabilidade ao completar oito eletrões na camada
de valência, “imitando” os gases nobres.
Regra do Octeto
Regra do octeto
Configuração Geral: ns2 np6
Obs. Esta regra só é válida para os elementos representativos.
Exceção para o H, Li, B e Be.
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Atmosfera da Terra
Molécula de hidrogénio – H2
Como se estabelece a ligação covalente?
O hidrogénio é um gás vestigial da troposfera, constituído por moléculas diatómicas
homonucleares.
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Atmosfera da Terra
Molécula de cloro – Cl2
Como se estabelece a ligação covalente?
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Atmosfera da Terra
Molécula de cloreto de hidrogénio – HCl
Como se estabelece a ligação covalente?
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Atmosfera da Terra
Molécula de oxigénio – O2
Como se estabelece a ligação covalente?
O oxigénio é um gás maioritário da troposfera, constituído por moléculas diatómicas
homonucleares.
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Atmosfera da Terra
Molécula de azoto – N2
Como se estabelece a ligação covalente?
O azoto é um gás maioritário, é o mais abundante da troposfera, constituído por
moléculas diatómicas homonucleares.
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Atmosfera da Terra
Energia de ligação e comprimento de ligação
Parâmetros da ligação covalente
Para que se forme uma ligação química é necessário que:
• pelo menos, dois átomos se aproximem;
• esses átomos possuam uma configuração estável e uma energia mais baixa quando
formam uma molécula do que quando estão separados.
A energia dos átomos separados é maior do
que a energia dos á tomos ligados.
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Atmosfera da Terra
Energia de ligação e comprimento de ligação
Parâmetros da ligação covalente
A distância entre os núcleos dos
átomos é tal que se verifica um
equilíbrio entre as várias forças
(atrativas e repulsivas) que
conduzem a um valor mínimo de
energia para a molécula.
As ligações químicas são
caracterizadas pelo comprimento
de ligação e pela energia de
ligação.
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Atmosfera da Terra
Comprimento de ligação
Parâmetros da ligação covalente
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Atmosfera da Terra
Energia de ligação e energia de dissociação
Parâmetros da ligação covalente
Como uma molécula é mais estável que os seus átomos separados, no processo de
formação de uma molécula há libertação de energia, a essa energia chama-se energia
de ligação.
A energia de ligação no caso de moléculas diatómicas, é igual em módulo à energia
que é necessário fornecer quando se pretende separar os átomos ou seja romper a
ligação, a essa energia chama-se energia de dissociação.
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Atmosfera da Terra
Parâmetros da ligação covalente
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Atmosfera da Terra
Comprimento de ligação/energia de ligação
Comprimento de ligação e energia de ligação para algumas moléculas
A ordem de ligação entre dois átomos corresponde ao número de pares de eletrões
efetivamente ligantes que asseguram a ligação entre eles.
Por exemplo, na molécula de azoto (N2), a ordem da ligação é 3.
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Atmosfera da Terra
Correlação comprimento de ligação/energia de ligação
Comprimento e energia de ligação
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Atmosfera da Terra
Comprimento de ligação/energia de ligação
Comprimento e energia de ligação
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TPC
• Exercícios da APSA 8 – Parâmetros de ligação. Geometria molecular
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