LIGAES QUMICAS

ProfProf Claudenor PiedadeClaudenor Piedade

20152015

Centro Universitrio do NorteCentro Universitrio do Norte

LIGAES QUMICAS

Conceito Geral: Combinao entre tomos, molculas e ons onde cada espcie

qumica procura uma maior estabilidade.

Menos estveis

Mais estveis

tomos

isolados

tomos

ligados

En

ergia

Definies

Estado Natural dos tomos: os tomos so encontrados na natureza combinados de modo a

adquirir maior estabilidade.

Estabilidade qumica: os tomos precisam completar seus orbitais incompletos perdendo ou

ganhando eltrons da ltima camada.

Camada de Valncia: as ligaes qumicas, de um modo geral, envolvem apenas a ltima

camada do tomo.

Regra do Octeto

Descrio: O tomo adquire estabilidade ao completar oito eltrons na ltima camada,

imitando os gases nobres.

Configurao Geral: ns2 np6

Obs. Esta regra s vlida para os elementos

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

Regra do Dueto

Descrio: O tomo adquire estabilidade ao completar a camada de valncia com dois

eltrons, imitando o gs nobre - He.

Configurao Geral: ns2

Obs. Esta regra s vlida para os elementos

representativos: H, Li, B e Be.

TIPOS DE LIGAO

INICA ou ELETROVALENTE

COVALENTE ou MOLECULAR:

- Simples

- Dativa

METLICA

INTERMOLECULAR DE INTERAO FRACAS

Ligao de Hidrognio e Foras de Wan der walls.

LIGAO INICA

Definio: ocorre atravs da transferncia definitiva de eltrons de um tomo para outro, dando origem a ons

de cargas contrrias, que se atraem formando um

aglomerado inico ou retculo cristalino.

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

Ligao Inica

Configurao dos tomos:

Na Cl

Ligao Inica

Transferncia do eltron:

Na Cl

Ligao Inica

Formao dos ons:

Na+ Cl-

Ligao Inica

Atrao Eletrosttica:

Na+ Cl-

Ligao Inica

Atrao Eletrosttica:

Na+ Cl-

Ligao Inica

Aglomerado Inico ou Retculo Cristalino:

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

Ligaes dos Grupos - A

Grupo Carga Grupo Carga

1A + 1 5A - 3

2A + 2 6A - 2

3A + 3 7A - 1

Exemplos:

a) K+Cl- KCl

b) Ca+2I-1 CaI2

c) Al+3S-2 Al2S3

d) Fe+3O-2 Fe2O3

Caractersticas dos

Compostos Inicos

Slidos a temperatura ambiente.

Ponto de Fuso e Ebulio muito elevados.

Conduzem corrente eltrica fundidos ou em soluo aquosa.

Melhor solvente a gua.

Participantes dos

Compostos Inicos

Metal com: - Hidrognio

- Semimetal

- Ametal

- Radical salino (SO4-2)

Radical Catinico (NH4+) com os nions

listados para os metais.

LIGAO COVALENTE

OU MOLECULAR

Definio: Ocorre atravs do compartilhamento

de um par de eltrons entre os tomos que possuem pequena ou nenhuma diferena de eletronegatividade,

se unindo por atrao magntica dos orbitais da

ltima camada.

Tipos de Ligaes Covalentes:

- Covalente Simples.

- Covalente Dativa.

Ligao Covalente

Simples ou Normal

Definio: assim chamada quando o par eletrnico compartilhado formado por um eltron

de cada tomo ligante.

Exemplo: formao do cloro Cl2.

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

Cl Cl Cl2 ou Cl - Cl

Frmula de Lewis Molecular Estrutural

Ligao Covalente

Simples ou Normal

Configurao dos tomos:

Ligao Covalente

Simples ou Normal

Atrao Magntica:

Ligao Covalente

Simples ou Normal

Atrao Magntica:

Ligao Covalente

Simples ou Normal

Nuvem Eletrnica ou Orbital Molecular:

Cl Cl

Exemplos de Ligaes

Covalentes Simples

O2 ou O = O O O

N2 ou N N N N

O H H H2O ou H - O - H

Cl H HCl ou H - Cl

Ligao Covalente

Dativa ou Coordenada

Definio: assim chamada quando o par eletrnico compartilhado pertence a um dos tomos que participa da ligao,

s ocorre quando todas as ligaes covalentes simples possveis j

aconteceram.

Exemplo: formao do SO2.

O S O + O S

O

S = O + O S = O

O

NMERO DE VALNCIA

Definio: o nmero de ligaes covalentes

normais e dativas que um tomo capaz de formar.

Valncias dos grupos A

GRUPOS 4A 5A 6A 7A

Frmula deLewis E E E E

N de Valnciassimples

4 3 2 1

N de Valnciasdativas

0 1 2 3

Hidrognio - H 1 covalente normal

Molculas do Tipo HxEOy cidos Oxigenados

Nessas frmulas todos os tomos de oxignio aparecem ligados ao elemento central e cada tomo de hidrognio ficar

ligado a um tomo de oxignio.

Exemplo: cido sulfrico - H2SO4

O

O

S

O

O

H H H - O - S - O - H

O

O

LIGAES SGMA () E PI ()

Ligaes : ocorrem atravs da interpenetrao de orbitais dos tomos ao longo de um mesmo eixo, por isso

uma ligao forte e difcil de ser rompida.

Ligaes : ocorrem apenas com orbitais do tipo p que se interpenetram lateralmente segundo eixos

paralelos, por isso uma ligao mais fraca e fcil de ser

rompida.

Obs. As ligaes s ocorrem aps a ligao , que nica entre dois tomos.

HIBRIDIZAO DE ORBITAIS

Definio: artifcio utilizado por alguns elementos para formarem um maior nmero de

ligaes covalentes simples.

Hibridizao Ocorrncias Geometria ngulo

sp Be e Mg Linear 180sp

2B e Al Trigonal 120

sp3

C e Si Tetradrica 109 28

Obs. O Carbono pode apresentar os trs tipos de

Hibridizao.

Exemplos de Hibridizao

Casos em que o tomo hbrido no completa o seu octeto.

F B

F

F F - B - F

F

BeCl2 Cl Be Cl Cl - Be - Cl

BF3

Hibridizao sp

2s 2p 2p 2p

Be tomo isolado

sp sp 2p 2p

Be tomo hibridizado

sp2 sp2 sp2 2p

B tomo hibridizado

Hibridizao sp2

2s 2p 2p 2p

B tomo isolado

Hibridizao do Carbono

Hibridizao Estrutura

Sp3

l

C l

Sp2

C = l

Sp

C ou =C=

Hibridizao sp3

2s 2p 2p 2p

C tomo isolado

sp3 sp3 sp3 sp3

C tomo hibridizado

Hibridizao sp3d

3s 3p 3p 3p 3d 3d 3d 3d 3d

P tomo isolado

cinco hbridos sp3d 3d 3d 3d 3d

P tomo hibridizado

Hibridizao sp3d2

3s 3p 3p 3p 3d 3d 3d 3d 3d

S tomo isolado

Seis hbridos sp3d2 3d 3d 3d

S tomo hibridizado

Caractersticas dos

Compostos Moleculares

Slidos, lquidos ou gasosos a temperatura ambiente.

Ponto de Fuso e Ebulio inferiores aos dos compostos inicos.

Bons isolantes: trmico e eltrico.

Participantes dos

Compostos Moleculares

Ametal, Semimetal e Hidrognio:

- Ametal

- Semimetal

- Hidrognio

GEOMETRIA MOLECULAR

DEPENDE:

Disposio espacial dos ncleos dos tomos.

Repulso dos pares eletrnicos das ligaes ou pares livres dos tomos.

Obs. Toda molcula formada por dois

tomos sempre linear.

Nuvens Eletrnicas

Quando se tratar de molculas com trs ou

mais tomos, considera-se uma nuvem

eletrnica para os casos:

Ligao covalente simples

Ligao covalente dupla

Ligao covalente tripla

Par de eltrons no ligante

Formas Geomtricas

TOMOS HIBRIDIZADOS:

1) sp linear (ex: BeH2, CO2, etc.)

2) sp2 trigonal (ex: BF3,, BH3, etc.)

3) sp3 tetradrica (ex:CH4, SiH4, etc.)

TOMOS NO HIBRIDIZADOS:

1) 2 tomos linear (ex: H2, HCl, etc.)

2) 3 tomos angular (ex: H2O, SO2, etc.)

3) 4 tomos piramidal (ex: PH3, NH3, etc.)

POLARIDADE DAS LIGAES

Definio: o acmulo de cargas eltricas iguais em regies distintas da ligao plos.

Ligaes inicas: so fortemente polarizadas, onde cada on que participa da ligao define um

plo da ligao.

+ _

Polaridade das Ligaes

Ligaes covalentes: funo da diferena de eletronegatividade entre os tomos da ligao.

Classificao:

- Apolar: formadas por tomos de eletronegatividades

iguais, a nuvem no se deforma.

- Polar: formadas por tomos de eletronegatividade

diferentes, a nuvem se deforma.

Obs. Quanto maior a diferena de eletronegatividade

entre os tomos maior a polarizao.

Polaridade das Ligaes

Ligao covalente apolar:

Ligao covalente polar:

H2

HCl

H H

H Cl + -

POLARIDADE DAS MOLCULAS

Definio: acmulo de cargas eltricas em regies distintas da molcula, sua fora depende da polaridade

das ligaes e da geometria molecular.

Momento dipolar: o vetor que orienta a polaridade da ligao, plo positivo para o negativo.

Ex: H Cl

Momento dipolar resultante (r): vetor que define a polaridade da molcula, soma dos vetores.

Polaridade das Molculas

Molcula apolar: momentum dipolar (r) = zero.

Ex: molcula do gs carbnico CO2.

O = C = O O C O r = Zero

Molcula polar: momentum dipolar (r) zero.

Ex: molcula da gua H2O.

O

H H

O r Zero (polar)

H H

LIGAES INTERMOLECULARES

DEFINIO: ligaes entre as molculas de substncias no estado slido ou lquido.

Tipos de ligaes intermoleculares:

1) Ligao Dipolo Dipolo: ocorrem entre as molculas polares.

2) Pontes de Hidrognio: ocorrem entre molculas

fortemente polarizadas, quando o H se encontra ligado

aos tomos de F, O e N.

3) Ligao Dipolo Induzido Dipolo Induzido: ocorrem entre as molculas apolares.

Foras Intermoleculares e as

Propriedades PF e PE

Dois fatores influem nos PF e PE:

1) Ligaes intermolecular: quanto maior a

intensidade das foras de ligao, maiores os PF e

PE da substncia.

Ordem crescente da intensidade de interao:

Dipolo induzido < dipolo dipolo < pontes de H

2) O tamanho das molculas: quanto maior o

tamanho das molculas, maiores o PF e PE da

substncia.

Foras Intermoleculares e as

Propriedades PF e PE

Exemplos:

PE

Tamanho da molcula

100

0

- 100

H2O

H2S H2Se

H2Te

PE

Tamanho da molcula

CH4

SeH4

GeH4

SnH4

LIGAO METLICA

Definio: ligaes entre tomos de metais que formam retculos cristalinos de ctions fixos unidos

por uma nuvem de eltrons livres da camada de

valncia.

Retculo Cristalino

Caractersticas dos Metais

Slidos a temperatura ambiente, exceo do Hg (lquido).

Apresentam brilho metlico, fundidos perdem o brilho, exceo para o Mg e Al.

Densidade superior a da gua, exceo para os alcalinos. Menor Li = 0,53 g/mL, maior Os = 22,5g/mL.

PF muito varivel, menor Cs = 28,5C, maior W = 3382C.

Bons condutores de eletricidade e calor. Ag maior condutividade eltrica, seguida do Cu, Au e Al.

Maleabilidade e ductibilidade.

Ligas Metlicas

Definio: materiais com propriedades metlicas que contm dois ou mais elementos, sendo pelo menos

um deles metal. Exemplos:

- Liga de metais para fusveis ( Bi, Pb, Sn e Cd)

- Liga de ouro de joalharia (Au, Ag e Cu)

- Amlgama dental (Hg, Ag e Cu)

- Bronze ( Cu e Sn)

- Lato (Cu e Zn)

Exerccios de fixao:

Pgina 59

Determine a forma geomtrica das espcies qumicas abaixo:

SCl2

BF3

HCl

O3

PH3

CO2

P4

SiH4

Exerccios de fixao: Pgina 60

1. Os tipos de ligaes dos compostos LiF, SCl2 e Cl2 so,

respectivamente:

a) covalente apolar, covalente polar e inica.

b) inica, covalente apolar e covalente apolar.

c) covalente polar, inica e covalente apolar.

d) covalente apolar, inica e covalente polar.

e) inica, covalente polar, covalente apolar.

2. Dadas as molculas O2, PCl3, BeH2, C5H10 e CHCl3 o nmero de

molculas polares :

a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5

3. Dos solventes abaixo, o mais indicado para dissolver enxofre (S8) :

a) H2O (gua) d) CS2 (dissulfeto de carbono)

b) C2H5OH (lcool etlico) e) C3H8O3 (glicerina)

c) HCCl3 (clorofrmio)

Exerccios de fixao: Pgina 62

1. Considere as seguintes substncias qumicas: H2, CH4, HCl, H2S e

H2O. Qual delas apresenta molculas associados por pontes de

hidrognio?

a) H2 b) CH4 c) HCl d) H2S e) H2O

CH3OH

H

H

H

H

H

H

H

H

O

O C

C

CH3OH

H H

O

O

CH3OH

CH3OH

CH3OH

OH

OH

CH3OH

OH-

OH-

2. A figura que melhor representa a evaporao do metanol (CH3OH) :

a) b) c) d) e)

Exerccios de fixao:

3. Dentre os cloretos a seguir, o mais voltil, provavelmente :

a) CCl4

b) SiCl4

c) GeCl4

d) SnCl4

e) PbCl4