Teoria de Química – 2º Trim Professora: Suzan Padilla Data: 20/07/2006

Turma: 21__ Aluno (a): ________________________________________________________ nº_______

"Guardar ressentimento é como tomar veneno e esperar que a outra pessoa morra" William Shakespeare

RESUMO LIGAÇÕES QUÍMICAS

CARACTERÍSTICAS DA LIGAÇÃO IÔNICA OU ELETROVALENTE OU HETEROPOLAR: ♦ Ocorre entre átomos de metais e ametais. ♦ Ocorre transferência (doação) de elétrons. Os metais cedem elétrons aos ametais. ♦ Como conseqüência dessa transferência de elétrons, formam-se íons (partículas dotadas de cargas

elétricas): o metal origina um íon positivo (cátion) e o ametal um íon negativo (ânion). ♦ A substância formada será uma substância iônica ou composto iônico, pois é formada por íons. ♦ Essa substância é um aglomerado de íons positivos e negativos, conhecido como retículo cristalino iônico.

CARACTERÍSTICAS DE COMPOSTOS IÔNICOS: Os íons se unem devido às forças de atração eletrostática. No retículo cristalino iônico, cada cátion atrai vários ânions, e cada ânion atrai vários cátions. Assim cada

cátion está circundado por vários ânions e cada ânion está circundado por vários cátions. Esse arranjo dos cátions e ânions dá grande estabilidade aos compostos iônicos, determinando suas principais características: ♦ São sólidos nas condições ambientes (25 0 C e 1 atm). ♦ Apresentam elevados pontos de fusão e ebulição. ♦ São duros e quebradiços. ♦ São, de modo geral, solúveis em água. ♦ Conduzem corrente elétrica quando em solução aquosa ou no estado líquido (fundido). ♦ São, de modo geral, solúveis em água.

CARACTERÍSTICAS DA LIGAÇÃO COVALENTE: ♦ Ocorre entre átomos que têm forte tendência para receber elétrons, ou seja, entre ametais ou hidrogênio. ♦ Ocorre compartilhamento de elétrons entre os átomos ♦ Como conseqüência desse compartilhamento, formam-se moléculas , que são estruturas eletricamente neutras. A substância formada será uma substância molecular ou composto molecular por ser formada por moléculas.

CARACTERÍSTICAS DE COMPOSTOS MOLECULARES: ♦ Pontos de fusão e ebulição baixos, comparados aos das substâncias iônicas. ♦ Nas condições ambientes podem ser encontrados nos estados gasoso, líquido e sólido. ♦ Quando puros não conduzem corrente elétrica em nenhum estado físico. ♦ Poderão conduzir corrente elétrica em solução aquosa, dependendo de haver ou não a formação de íons.

LIGAÇÃO METÁLICA A ligação metálica ocorre entre metais, isto é, átomos com alta eletropositividade.

TEORIA DA NUVEM ELETRÔNICA OU DO MAR DE ELÉTRONS: Segundo essa teoria, alguns átomos do metal “perdem” ou “soltam” elétrons de suas últimas camadas; esses elétrons ficam “passeando” entre os átomos dos metais e funcionam como uma “cola” que os mantém unidos. Existe força de atração entre os elétrons livres que movimentam-se pelo metal e os cátions fixos. ESTRUTURA DOS METAIS: Os átomos se agrupam de forma geometricamente ordenada, originando células, grades ou reticulados cristalinos. PROPRIEDADES DOS METAIS: ♦ brilho metálico característico. ♦ resistência à tração ♦ condutibilidade elétrica e térmica elevadas ♦ alta densidade ♦ pontos de fusão e ebulição elevados ♦ ductibilidade (podem ser transformados em fios) e maleabilidade (podem ser reduzidos a chapas ou lâminas

bastante finas

LIGAS METÁLICAS: metais com propriedades metálicas que contêm dois ou mais elementos, sendo que pelo menos um deles é metal. As ligas metálicas possuem algumas características diferentes dos metais puros e por isso são muito utilizadas. Exemplos: ♦ Diminuição do ponto de fusão liga de metal fusível (Bi, Pb, Sn e Cd) ♦ Aumento da dureza – ouro de joalheiro (Au, Ag e Cu) ♦ Aumento da resistência mecânica – aço (Fe e C)

Liga metálica Composição Usos Aço Fe + C

Latão Cu + Zn Armas, torneiras, tubos, radiadores Bronze Cu + Sn Sinos, estátuas, moedas

Aço inox Fe + C + Cr + Ni Talheres, peças de carro Solda Pb + Sn Solda usadas por funileiros e eletricistas

Amálgama de dentista Hg + Ag + Sn Obturações liga de metal fusível Bi + Pb + Sn + Cd Fusível elétrico

Ouro para jóias Au + Ag + Cu Jóias

ESTADO FÍSICO À temperatura ambiente, temos: Compostos iônicos: são sólidos devido às

forças elétricas de atração entre seus cátions e ânions.

Compostos metálicos: são quase todos sólidos devido a forte união que a ligação metálica exerce sobre seus átomos (força de atração entre os elétrons livres e os cátions).

Compostos moleculares: podem ser sólidos, líquidos ou gasosos devido às variações de intensidade das forças qu podem unir as moléculas.

ETRIA MOLECULAR GEOM

♦ moléculas diatômicas ♦ LINEAR ( 180º) (A)

♦ 2 nuvens ♦ LINEAR ( 180º) (A)

♦ 3 ligantes (sem par e- livres)→ TRIGONAL PLANA ( 120º ) (C) ♦ 3 nuvens ♦ 2 ligantes (1 par e- livres) → ANGULAR ( 120º) (B)

♦ 4 ligantes (sem par e- livres → TETRAÉDICA ou TETRAGONAL ( 109º 28’) (E)

♦ 4 nuvens ♦ 3 ligantes (1 par e- livres ) → PIRAMIDAL ( 109º 28’ ) (D)

♦ 2 ligantes (2 pares e- livres ) → ANGULAR ( 109º 28’ ) (B)

♦ 5 nuvens ♦ bipiramidal (bipirâmide com base triangular) (F) PCl5

♦ 6 nuvens ♦ octaédrica (bipirâmide com base quadrangular) (G) SF6

A B C D E F G

POLARIDADE DAS LIGAÇÕES - LIGAÇÕES POLAR E APOLAR

Ligação iônica: toda ligação iônica é polar. Ligação covalente apolar: ocorre entre átomos de um mesmo elemento químico ou entre átomos de elementos

diferentes, mas que apresentam a mesma eletronegatividade. Ex. O2

Ligação covalente polar: ocorre entre átomos de diferentes elementos químicos que apresentam eletronegatividade diferentes. Ex. HCl

F > O > N = Cl > Br > I = S = C > P = H > Metais

Fila de eletronegatividade decrescente:

POLARIDADE DAS MOLÉCULAS

♦ Molécula apolar = molécula simétrica

Molécula simétrica � nº de “nuvens” = nº de ligantes iguais

Ex. Cl � ■ Be ■ � Cl 2 nuvens = 2 ligantes iguais � molécula apolar

♦ Molécula polar = Molécula assimétrica

Molécula assimétrica � nº de “nuvens” ≠ n de ligantes ■ ■ Ex. H � ■ O ■ � H 4 nuvens ≠ 2 ligantes iguais � molécula polar ■ ■

OBS. Moléculas diatômicas: átomos iguais → sempre apolares. Ex. O2 , Br2

átomos diferentes → sempre polares. Ex. HF , HBr

FORÇAS OU INTERAÇÕES (LIGAÇÕES) INTERMOLECULARES: são “forças” ou ligações que unem moléculas nos estados sólidos ou líquidos.

1) Forças de London. ou de Dipolo Induzido (Forças de Van der Waals): Ocorrem entre moléculas apolares ou entre átomos de gases nobres. Quando duas moléculas apolares se aproximam, ocorre uma repulsão entre suas nuvens eletrônicas, que vão se acumular numa determinada região da molécula, deixando a região oposta deficiente de elétrons. A molécula torna-se um dipolo induzido, que irá induzir as outras moléculas a também formarem dipolos, originando uma força entre elas. Ex. H2 , O2 , F2 , Cl2 , CO2 , CH4 , C2H6

As forças de London são 10 vezes mais fracas que as forças dipolo- dipolo. ∗ : ∗ → ∗ : ∗

molécula apolar dipolo induzido

2) Forças ou Ligações Dipolo-Dipolo ou dipolo permanente: são responsáveis pela atração em moléculas polares. Ocorrem devido à diferença de eletronegatividade existente entre os átomos da molécula (dipolo elétrico permanente). O pólo negativo de uma molécula é atraído pelo pólo positivo da outra. Ex. HC� , HBr, H2S , CO , HCC�3 , SO3 , NO ,

σ+ σ- σ+ σ- σ+ σ- σ+ σ- H - Cl H - Cl H - Cl H - Cl

3) Pontes de Hidrogênio: ocorre quando temos hidrogênio ligado a átomos fortemente eletronegativos, como F, O e N. Existem nos estados sólido e líquido. Essas ligações são suficientemente fortes para alterar as propriedades das substâncias, por exemplo, pontos de fusão e ebulição. A ponte de é formada pela atração do átomo de hidrogênio de uma molécula e o átomo mais eletronegativo de outra molécula. Ex. H2 O , HF , NH3.

As forças intermoleculares e os pontos de fusão e ebulição: Forças intermoleculares: quanto mais intensas as atrações intermoleculares, maiores seus PF e PE.

Ordem crescente de intensidade de interação: Dipolo induzido – dipolo induzido < dipolo-dipolo < pontes de hidrogênio

Tamanho das moléculas: quanto maior o tamanho (ou massa molecular) das moléculas, maior a sua superfície, propiciando um maior número de interações com as moléculas vizinhas, acarretando em maiores PF e PE.

LIGAÇÕES QUÍMICAS – RESUMO Transferência de elétrons de metais para ametal. Formam íons que se agrupam num arranjo cristalino. Unidos por forças de atração eletrostática. Sólidos à temperatura ambiente. Conduzem corrente elétrica quando fundidos ou em solução. PF e PE elevados devido à forte atração eletrostática entre os íons. Dureza elevada. Baixa tenacidade (quebradiços).

IÔNICA OU

ELETROVALENTE OU

HETEROPOLAR

Solúveis em solventes polares. Compartilhamento de pares de elétrons entre átomos de ametais. Formam moléculas. Não conduzem corrente elétrica. PF e PE baixos em moléculas apolares, aumentando à medida que se tornam polares. Sólidos, líquidos e gasosos à temperatura ambiente.

COVALENTE OU

MOLECULAR

Baixa tenacidade (quebradiços). Par eletrônico formado por um elétron desemparelhado de cada COMUM átomo da ligação.

DATIVA OU COORDENADA Par eletrônico formado por elétrons emparelhados de um único átomo.

Par eletrônico é igualmente distribuído entre os átomos, não há diferença de eletronegatividade. Solúveis em solventes apolares. APOLAR

Molécula simétrica: nº de nuvens = nº de ligantes iguais. Par eletrônico se desloca para perto do átomo mais eletronegativo. Ocorre formação de dipolos (δ+ ou δ-) Solúveis em solventes polares. POLAR

Molécula assimétrica: nº de núvens ≠ nº de ligantes iguais. Ligação entre átomos de metais. Compartilhamento de elétrons livres entre ions positivos do metal. Esses elétrons não são atraídos por nenhum núcleo em particular (elétrons deslocalizados) Sólidos. Exceção: mercúrio, césio (?) e frâncio (?). PF e PE elevados. Exceto: mercúrio, césio e frâncio. Insolúveis. Ótimos condutores elétricos. Em geral apresentam baixa dureza. Algumas exceções: cromo e irídio.

LIG

AÇ

ÕES

INTR

AM

OLE

CU

LAR

ES O

U IN

TER

ATÔ

MIC

AS

METÁLICA

Alta tenacidade, maleabilidade e ductibilidade.

Atração muito fraca entre moléculas apolares. DIPOLOS INDUZIDOS ou DE LONDON ou

VAN DER WALLS

H2 , O2, F2 , Cl2 , CH4 , C2H6

Atração permanente de natureza eletrostática entre moléculas polares. DIPOLOS PERMANENTES HCl , HBr , H2 S , CO , SO2

Molécula com H , F , O ou N.

Muito intensa.

LIG

AÇ

ÕES

INTE

RM

OLE

CU

LAR

ES

PONTES DE

HIDROGÊNIO HF , H2O , NH3 .

EXERCÍCIOS G. A) 1) Determine a geometria das moléculas das substâncias:

HCl H2S PCl3 CHBr3

COCl2 SO3 NH3 CS2 CH4 Br2

2) Classifique as moléculas em polares ou apolares: Cl2 H2S SO3

H2CCl2 CS2 CCl4 HCN SO2 PCl3

P4 CO CHCl3 CO2 CH4 HCl NH3 BF3 BeCl2

G. B - 1) Dos elementos abaixo assinale o que apresenta ligação metálica: a) selênio b) argônio c) silício d)

zircônio e) iodo. 2) (Fatec) 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.

3) (Fuvest-SP) As unidades constituintes dos sólidos: óxido de magnésio (MgO), iodo (I2) e platina (Pt) são respectivamente: a) átomos, íons e moléculas b) íons, átomos e moléculas c) íons, moléculas e átomos d) moléculas, átomos e íons e) moléculas, íons e átomos.

4) (UFRS) O metal presente nas ligas de latão e bronze é: a) Fe b) Zn c) Sn d) Cu e) Al 5) (UFCE) O aço comum é uma liga de: a) C + Zn b) Cu + Zn c) Fe + Al d) Fe + Cu e) Fe + C 6) (PUC-SP) O ouro utilizado na fabricação de jóias pode apresentar diferentes tonalidades de cor vermelha. Esta

coloração é devida a maior ou menor porcentagem de: a) Al b) Ag c) Cu d) Pb e) Hg 7) No processo de ebulição do hidrogênio (H2), são rompidas: ligações covalentes b) pontes de hidrogênio c) ligações covalentes e pontes de hidrogênio d) forças dipolo induzido e) forças dipolo induzido e ligações

covalentes 8) (UNIP-SP) O principal tipo de força atrativa que deve ser vencida para sublimar o gelo seco (CO2 sólido) é: a)

ligação covalente b) força de London (entre dipolos temporários) c) força entre dipolos permanentes (devido à diferença de eletronegatividade) d) ligação coordenada e) ligação iônica.

9) Indique a molécula com ligações polares e ligações apolares: a) H2O b) CH4 c) CH3Cl d) BeCl 2 e) H2O2

10) Indique a molécula apolar com ligações polares: a) H2O b) H Cl c) O3 d) CH4 e) CHCl3 11) Assinale a afirmação incorreta: a) NH3 é substância covalente apolar b) a molécula H2O tem dipolo elétrico permanente c)a molécula Cl2 é apolar. d) o naftaleno é bastante solúvel no benzeno e) o gás carbônico CO2 possui ligações polares12) São moléculas polares: a) H Cl e CH4 b) H2 O e NH3 c) O2 e HCCl d) CO2 e H2 O2 e) n.d.a.

13) O tipo de ligação de ligação nos compostos NaBr , SO2 e I2 , é respectivamente: a) covalente apolar, iônica, covalente polar b) covalente polar, covalente apolar, iônica c) covalente polar,

iônica, covalente apolar d) iônica, covalente polar, covalente apolar e) iônica, covalente apolar, covalente polar

14) A ligação covalente de maior polaridade ocorre entre H e átomos de: a) F b) Cl c) Br d) I e) At. 15) O gás carbônico (CO2) apresenta: a) 4 ligações covalentes comuns polares e molécula apolar. b) 4 ligações covalentes comuns polares e molécula polar. c) 4 ligações covalentes comuns apolares e molécula apolar. d) 4 ligações covalentes comuns apolares e molécula polar. e) 4 ligações covalentes dativas e molécula apolar 16) Considere um mecânico com as mãos sujas de graxa (derivado de petróleo). O melhor solvente para a

remoção desta graxa é: a) água b) água e sal (salmoura) c) vinagre d) gasolina e) álcool comum 17) Dos elementos cloro, fósforo e mercúrio, qual apresenta “caráter metálico” mais pronunciado? 18) (FEI-SP) Qual o tipo de ligação responsável pelas atrações intermoleculares nos líquidos e sólidos,

constituídas de moléculas apolares? Exemplifique 19) Das ligações intermoleculares, qual é a mais fraca? E a mais forte? 20) Quando a água líquida entra em ebulição, que tipos de ligações químicas são rompidas?

GABARITO: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 D D C D E C D B E D A B D A A D

17) Mercúrio (único metal). 18) Dipolo induzido. Molécula apolar 19) Mais fraca: dipolo induzido. Mais forte: pontes de hidrogênio. 20) Pontes de hidrogênio.