Aulas 19 e 20 - Ligações Químicas

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  • 1. Qumica Aulas 19 e 20 ligaes qumicas Ligao qumica uma interao entre tomos, onde todos os envolvidos visam estabilidade. Mas, como assim? Vimos que os tomos so neutros, positivos (ctions) ou negativos (nions), mas muito difcil encontrar tomos neutros, pois eles so naturalmente instveis (Ateno! A eletrosfera instvel, e no o ncleo. Instabilidades nucleares no so resolvidas com ligaes, mas com emisses de energia, como veremos em radioatividade). Para atingir a estabilidade, os tomos se ligam seguindo duas regras: A Regra do Dueto (no caso do H e do Li) e a Regra do Octeto (no caso dos demais). A regra do dueto determina que o H e o He precisam de 2 eltrons na camada de valncia para se estabilizarem e a regra do octeto determina que os tomos demais precisam de 8 eltrons na camada de valncia. Clareando as ideias: Uma eletrosfera instvel no se destri nem some no espao, ela, automaticamente, realiza uma ligao. Ou seja, raro, mas no impossvel, encontrar um tomo que no esteja ligado a outro, pois, a partir do momento em que o tomo se torna instvel ele, rapidamente, realiza uma ligao para estabilizar-se. So trs ligaes que os tomos podem realizar: Inica, covalente ou metlica. I) LIGAO INICA: A ligao inica consiste em uma doao de eltrons de um tomo mais eletropositivo para um tomo mais eletronegativo. Mas, como vimos, tomos eletropositivos so metais, ou seja, eles tem facilidade em dar os eltrons, e eletronegativos so os semi e os ametais. Ou seja, ligao inica consiste em uma doao de eltrons de metais para ametais. Porm, os eltrons podem ser doados para o Hidrognio tambm, pois, apesar dele no ser to eletronegativo, ele mais que os metais. Veja como acontece a ligao inica: Exemplo 01: Ligao entre o 11Na e 17Cl. 1 Passo: Fazer a distribuio eletrnica dos tomos que se quer ligar: 2 2 6 1 11Na: 1s 2s 2p 3s 2 2 6 2 5 17Cl: 1s 2s 2p 3s 3p 2 Passo: Ver quantos eltrons h na Camada de Valncia dos tomos que se quer ligar: No caso do 11Na, a camada de valncia o nvel 3, com o subnvel 3s1 que possui 1 eltron. No caso do 17Cl, a camada de valncia tambm o nvel 3, com os subnveis 3s2 3p5, totalizando 7 eltrons. 3 passo: Definir qual tomo d e qual recebe os eltrons. o 11Na mais eletropositivo que o 17Cl, pois o Na um metal. Sendo assim, o 11Na d o eltron. Mas quantos? Lembra da regra do octeto? Ela prega que a camada de valncia do tomo estvel deve ter 8 eltrons. Se o ltimo subnvel do 11Na o 3s1e ele d eltrons, o ltimo nvel aps a ligao passar a ser o nvel 2, pois o nico eltron que havia no nvel 3 foi doado. Mas o nvel 2 se distribui da seguinte forma: 2s2 2p6, totalizando 8 eltrons, se enquadrando no octeto. J o 17Cl possui o ltimo nvel distribudo dessa forma: 3s2 3p5, totalizando 7 eltrons. Para totalizar 8 eltrons, necessrio que o 17Cl receba 1 eltron. Pronto! Agora s esquematizar a ligao: Frmula eletrnica Lewis: Na frmula de Lewis, ns representamos os eltrons do ltimo nvel em torno do smbolo do elemento com bolinhas, quadradinhos, o smbolo que desejar, deste jeito (Na com 1 eltron e o Cl com 7) x Na Cl Na x Cl adequimica.blogspot.com Dvidas? Mande para a gente! adequmica@gmail.com
  • 2. A frmula de Lewis representa a molcula com as cargas e os eltrons de cada tomo. Ou seja, para a ligao entre o 11Na e o 17Cl, a frmula de Lewis : + - Na x Cl O Na fica positivo pois perde um eltron e o Cl fica negativo pois recebe um eltron. Frmula Molecular: A frmula molecular desconsidera qualquer configurao eletrnica, cargas e afins. Considera apenas o arranjo tomado pelos tomos no fim do processo. A molcula inica se forma no por juno entre as eletrosferas dos tomos ligantes, como na ligao covalente, mas por atrao eletrosttica, visto que h um tomo positivo e outro negativo. A frmula molecular se escreve da seguinte forma: Xnmero de tomos Ynmero de tomos Como h 1 Na e 1 Cl, a frmula molecular : Na1Cl1, mas ns podemos deixar o ndice 1 implcito (mas somente ele, os outros devem ser explcitos), deixando a frmula molecular assim: NaCl. II) LIGAO COVALENTE: A ligao covalente consiste em um compartilhamento de eltrons entre tomos necessariamente eletronegativos, visando estabilidade. Ou seja, a ligao covalente feita entre ametais (incluindo os semi-metais). Porm, a ligao covalente pode ser realizada entre os ametais e o Hidrognio, pois, mesmo no sendo to eletronegativo, ele o . Mas, como proceder em uma ligao covalente? Exemplo 02: Ligao entre o 1H e o 8O. 1 passo: Distribuir ambos os elementos: 1H: 1s1 8O: 1s2 2s2 2p4 2 passo: Ver quantos eltrons h na camada de valncia de cada tomo: No caso do 8O, h 6 eltrons na camada de valncia, sendo necessrios, para que ele se enquadre na regra do octeto, 2 eltrons. No caso do 1H, h 1 eltron em sua camada de valncia, precisando ele de 1 eltron para se estabilizar. Lembre-se: O H e o Li seguem a regra do dueto. 3 passo: Montar o esquema, onde o tomo est cercado pelos eltrons da sua camada de valncia: x H O O compartilhamento acontece por meio, sempre, de um par de eltrons. Representaremos tal com uma elipse.adequimica.blogspot.com Dvidas? Mande para a gente! adequmica@gmail.com
  • 3. x H O O H se estabilizou, pois agora ele possui 2 eltrons em sua camada de valncia (1 de sua eletrosfera e 1 compartilhado com o O). Porm, o O no se estabilizou, pois possui, agora, 7 eltrons em sua camada de valncia (6 de sua eletrosfera e 1 compartilhado com o H). E AGORA?! Faremos o que mais simples de se fazer. Chamaremos outro H para se ligar com o O. Veja: x x x x H O H H O H Perceba: Ambos os H esto de acordo com a regra do Dueto e o O est de acordo com a regra do Octeto. Tal artifcio usado para completar a valncia de um tomo quando a de outro envolvido na ligao j est completa pode ser usado tambm na Ligao Inica, porm, seguindo as regras de tal interao entre tomos. 4 passo: Representar a molcula formada: H 2 modos de se representar uma ligao covalente: Frmula eletrnica Lewis: Deixamos prximos os eltrons compartilhados entre os tomos. x x H O H Frmula estrutural: Cada par de eltrons compartilhados substitudo por um pauzinho. Cada pauzinho representa uma ligao simples. x x H O H H O H A molcula formada pode ser representada assim: H2O.adequimica.blogspot.com Dvidas? Mande para a gente! adequmica@gmail.com
  • 4. III) CONCEITOS IMPORTANTES: Ligaes inicas formam compostos inicos, ligaes covalentes formam compostos moleculares. Quanto mais eletronegativo for o elemento em uma ligao covalente, mais perto dele estaro os eltrons da ligao. Sendo assim, mais negativo ele ser, enquanto os tomos dos quais esto sendo puxados os eltrons sero mais positivos. Isso nos ser importante quando discutirmos o carter cido-bsico dos compostos orgnicos. IV) LIGAO COVALENTE COORDENADA ou DATIVA: Um tomo faz uma covalente dativa quando ele forma um composto molecular e sobra, no mnimo, um par eltrons no compartilhados em sua eletrosfera. Quando isso acontece e h um tomo necessitando de um par de eltrons, o tomo que tem tal par em excesso DOA este par. Vejamos o exemplo da molcula de H2O do exemplo anterior e o on H+ (Denominado prtio): Exemplo 03: Realizar a ligao entre 2 1H, 1 1H+ e 1 8O. A ligao entre os 1H e o 8O j realizamos. Aqui est: x x H O H 1 passo: Verificar se h pares de eltrons disponveis (em vermelho): x x H O H O H+ um on sem nenhum eltron. Como um on do H, segue a regra do dueto, precisando de um par de eltrons para se estabilizar. Sendo assim: H+ x x H O H Representamos a dativa como uma seta, onde h a doao de um par de eltrons. Na verdade, o termo mais correto emprstimo de eltrons, pois a ligao dativa instvel, existindo em situaes particulares. Se representa a dativa na frmula estrutural, atualmente, como um pauzinho, pois no deixa de ser um par de eltrons que participam da ligao.adequimica.blogspot.com Dvidas? Mande para a gente! adequmica@gmail.com
  • 5. V) ANOMALIAS DO OCTETO: As anomalias do octeto so tomos que no respeitam o tipo de ligao que fazem ou que excedem os 8 eltrons que devem ter na camada de valncia. So casos bem particulares, enumer-los-emos a seguir: Be (Metal) realizando covalente: B (ametal) precisa de 5 eltrons para, teoricamente, se estabilizar, mas se estabiliza somente com 3: P e S com valncia expandida (excedendo o octeto): VI) LIGAO METLICA: H na ligao metlica o mar de eltrons envolvendo os ncleos dos metais participantes. Tal ligao forma os metais puros, como o ferro doce (Fe) e as ligas metlicas, como o ao e o Lato, que so misturas de metais. No h representao especfica para a ligao metlica, apenas representa-se os compostos puros pelo smbolo do elemento. VII) A REGRA DO ESCORREGADOR: H um jeito de determinar a frmula molecular de um composto inico sem precisar, necessariamente, fazer a ligao. Tal atalho chama-se, vulgarmente, regra do escorregador. Ela se vale das cargas dos tomos participantes da ligao, veja: Exemplo 04: Realizar a ligao entre o Ca e o H. Sabemos que, distribuindo-se o Clcio, ele tem 2 eltrons em sua camada de valncia. Se ele perder os dois, o que acontecer, ele ficara com a carga 2 +. Distribuindo-se o Hidrognio, temos que h em sua camada de valncia 1 eltron, precisando de apenas 1 eltron para se estabilizar, adquirindo a carga 1-. Sendo assim, temos uma frmula um pouco forada: Ca2+ H Sempre estando subentendido que, quando somente o sinal da carga estiver presente, seu valor numrico 1.adequimica.blogspot.com Dvidas? Mande para a gente! adequmica@gmail.com
  • 6. A regra do escorregador muito simples. A carga de um tomo vira o ndice (numerozinho de baixo nmero de tomos de um determinado elemento da ligao) do outro. Veja: Ca2+ H Ca2+ H Sendo, portanto, a frmula molecular: CaH2 Duvida? Faa a ligao voc mesmo e comprove! resumo geral ligaes qumicas Uma ligao qumica uma interao entre tomos. A ligao inica a interao entre um metal e um ametal ou um metal e o H. Os metais doam os eltrons em uma ligao. Os ametais e o H recebem os eltrons em uma ligao inica. Ligao covalente uma interao entre dois ametais ou um ametal e um H, onde h o compartilhamento de eltrons. Os eltrons de uma covalente ficam mais prximos do elemento mais eletronegativo, tornando-o mais negativo, enquanto o que est mais afastado dos eltrons fica mais positivo. Uma covalente dativa uma ligao onde h a doao de um ou mais pares de eltrons de um elemento que os tem sobrando para outro que precisa de um ou mais pares. Anomalias do Octeto so substncias que possuem tomos que no interagem com tomos da forma esperada (Como o Be), que possuem o octeto reduzido (como o B) ou que possuem o octeto expandido (como o P no PCl5 ou o S no SF4 e no SF6). A ligao metlica constituda pela imerso dos ncleos dos metais em um mar de eltrons. A regra do escorregador um modo mais fcil para determinar a frmula molecular de dos compostos inicos. No pode ser usada para os compostos covalentes. * complemento das aulas 6 a 16 * Galera, percebi que ficou faltando uma parte das aulas sobre tabela peridica! Pegue sua tabela peridica e acompanhe: IX) TABELA PERIDICA E SUAS PROPRIEDADES: Classificao por subnvel mais externo da camada de valncia: Famlias 1 e 2A: TERMINADAS NO SUBNVEL S Famlias de 3 a 8A: TERMINADAS NO SUBNVEL P Famlias de 3 a 2B ( Lantandeos e Actindeos): TERMINADAS NO SUBNVEL D Grupo dos Lantandeos e Actindeos: TERMINADOS NO SUBNVEL Fadequimica.blogspot.com Dvidas? Mande para a gente! adequmica@gmail.com
  • 7. XI) NMERO DE ELTRONS NA CAMADA DE VALNCIA DO GRUPO A: 1A: 1 ELTRON 2A: 2 ELTRONS 3A: 3 ELTRONS 4A: 4 ELTRONS 5A: 5 ELTRONS 6A: 6 ELTRONS 7A: 7 ELTRONS 8A ( He): 8 ELTRONS (Isso justifica o porque do Octeto: Os gases nobres so naturalmente estveis e todos eles, com exceo do He, possuem 8 eltrons na ltima camada) He: 2 ELTRONS (Isso justifica o porque do Dueto: O He o nico gs nobre que possui somente 1 camada, sendo modelo de estabilidade para o H que quer 1 eltron - e para o Li que quer perder o nico eltron de sua 2 camada) H: 1 ELTRON Prometo que vou tentar evitar que este transtorno acontea novamente! Bons estudos!adequimica.blogspot.com Dvidas? Mande para a gente! adequmica@gmail.com

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