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MOLCULAS NA TROPOSFERA

Espcies maioritrias ( N2,O2,H2O, CO2)

Espcies vestigiais(H2,CH4,NH3)

A fim de encontrar uma situao energeticamente mais estvel os tomos ligam-se formando molculas, regem-se assim pelo Princpio da Energia Mnima.

As substncias que encontramos na troposfera so molculas, ou seja, conjuntos estveis de tomos quimicamente ligados entre si.

A estabilidade das molculas da troposfera (molculas pequenas) advm da presena de ligaes covalentes entre os tomos.Unio de dois tomos por partilha de um par de electres.

As partculas que asseguram a ligao covalente so os eletres que pertencem ao ltimo nvel de energia (eletres de valncia).

Para se compreender a estrutura de uma molcula necessrio conhecer os tomos que a constituem e as respetivas configuraes eletrnicas.

Para representarmos os tomos utilizamos a notao de Lewis, onde um tomo ilustrado pelo seu smbolo qumico rodeado pelos eletres de valncia.

Os eletres so simbolizados por pontos ou cruzes e os tomos ligados isto , o dupleto de eletres compartilhados pode representar-se por um trao.

- Por que razo os tomos se unem para formar molculas?Analisemos a molcula de hidrognio:

O aumento de densidade electrnica na regio internuclear mantm os ncleos unidos, constituindo, assim, a ligao covalente

0-498IIIEP/kJmol-1rer / pmIII121 pmIVMolcula de O2

Interao entre dois tomos de oxignio:

I - Quando ao tomos esto infinitamente afastados a interao entre eles nula e a energia potencial do sistema constitudo por estes dois tomos zero;

Ao aproximarem-se os tomos interagem por foras de natureza eltrica:Foras atrativasncleos -eletrestendem a diminuira energia potencial

II- Os tomos continuam a aproximar-se, dominam as foras atrativas, as nuvens eletrnicas interagem e deformam-se, diminui a energia potencial do conjunto.

III- Quando os ncleos se encontram distncia re atinge-se uma situao de equilbrio entre foras qual corresponde um estado de energia mnima e mxima estabilidade, o conjunto mantm-se, assim, ligado.

Foras repulsivasncleo - ncleoeletres-eletrestendem a afastar os tomos , fazem aumentara energia potencial

IV- Contudo, se os ncleos continuarem a aproximar-se para alm de re, predominam as repulses, o sistema torna-se instvel, a energia potencial aumenta e os ncleos afastam-se de novo.

A distncia, re( distncia internuclear de equilbrio), entre os ncleos da molcula formada, designa-se tambm por comprimento de ligao.

As molculas apresentam movimentos de rotao, translao e vibrao. As vibraes podem ser de flexo ou distenso.

Estas ltimas fazem variar o comprimento de ligao e por isso necessrio defini-lo como uma distncia mdia de equilbrio entre os ncleos que estabelecem a ligao. *

A energia do sistema diminui medida que os tomos se aproximam at um valor mnimo;

Aumenta depois bruscamente devido s repulses internucleares, que se manifestam a curtas distncias.

Ligao covalente partilha de eletres pelos tomos ligados - cada tomo adquire uma configurao de gs nobre (regra do octeto).H. + H. H..H ou H-H Notao de LewisOutras molculasMolcula de flor:Molcula de oxignio:Molcula de azoto:Ligao simplesLigao duplaLigao tripla

1H 1s1O tomo de hidrognio tem 1 electro de valncia, a sua representao segundo a Notao de Lewis H ou HA representao da molcula de hidrognio H - H8O 1s2 2s2 2p4O tomo de oxignio tem 6 electres de valncia, a sua representao segundo a Notao de Lewis O ou OA representao da molcula de oxignio O = O

E os gases nobres ser que formam molculas?

Qumica

HeNeArKrXeRn1s21s2 2s2 2p61s2 2s2 2p6 3s2 3p6[Ar] 4s2 3d10 4p6[Kr] 5s2 4d10 5p6[Xe] 6s2 4f14 5d10 6p68 eletres de valncia Regra do octeto(atravs da ligao qumica, os tomos tendem a ficar rodeados por um octeto de eletres, de modo a atingirem o mximo de estabilidade)

Na formao de ligaes qumicas um grande numero de elementos tem tendncia a rodear-se de:

Qumica

HeNeArKrXeRn1s21s2 2s2 2p61s2 2s2 2p6 3s2 3p6[Ar] 4s2 3d10 4p6[Kr] 5s2 4d10 5p6[Xe] 6s2 4f14 5d10 6p6

No caso dos gases nobres todos os elementos (com exceo do hlio) possuem 8 eletres no ltimo nvel de energia, logo todos os elementos possuem uma elevada estabilidade.Os eletres esto muito ligados ao ncleo logo difcil cederem ou a receber eletres. Logo nenhum destes tomos formam molculas.Na formao de ligaes qumicas um grande numero de elementos tem tendncia a rodear-se de:

Para que se forme uma ligao qumica necessrio que:

pelo menos, dois tomos se aproximem;

que esses tomos possuam uma configurao mais estvel e uma energia mais baixa quando formam uma molcula do que quando esto separados.

A distncia entre os ncleos do tomo tal que se verifica um equilbrio entre as vrias foras que estabelecem a ligao definindo-se, assim, um comprimento da ligao e um valor de energia mnimo.

Deste modo, as ligaes qumicas so caracterizadas pelo comprimento de ligao e pela energia de ligao.

Energia de ligao

a quantidade de energia que se liberta quando se forma uma mole de molculas no estado gasoso.

Comprimento de ligao a distncia mdia entre os ncleos de dois tomos ligados numa molcula.

Concluso: Quanto menor for o comprimento de ligao maior a energia de ligao.

Tipo de ligaoComprimento de ligao (ppm)Energia de ligao (kJ/mol)C C 154347C = C133620C = C120812

Maior nmero de eletres partilhados ligao mais forte maior energia de ligao maior estabilidade da molcula.

Maior nmero de eletres partilhados ligao mais forte maior energia de ligao menor comprimento de ligao.

O comprimento de uma ligao covalente simples maior do que o de uma ligao covalente dupla e este que o comprimento de uma ligao tripla, se considerarmos os mesmos tomos envolvidos nestas ligaes.H2O2 N2Diminuio da reatividade Aumento da energia de ligao e diminuio do comprimento da ligao

Quanto menor for o comprimento de ligao mais forte ser essa ligao e quanto mais fortes forem as ligaes mais difcil ser quebr-las, logo, a sua energia de ligao ser maior. H2O2 N2Diminuio da reatividade Aumento da energia de ligao e diminuio do comprimento da ligao

Na reao qumica, h quebra de ligaes qumicas e h formao de novas ligaes. A facilidade das reaes ser tanto maior quanto mais fracas forem as ligaes a quebrar (consumo de energia) e mais fortes as ligaes a formar (libertao de energia).H2O2 N2Diminuio da reatividade Aumento da energia de ligao e diminuio do comprimento da ligao

Para representarmos a molcula de gua recorremos notao de Lewis.1H - 1s1 8O - 1s2 2s2 2p4Electres no ligantes (no participam na ligao)Ligao covalente simples