ligações químicas e arranjos atômicos

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LIGAÇÕES QUÍMICAS Arranjos Atômicos Professora Ana Cristina Félix V. Dias

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Page 1: Ligações químicas e Arranjos atômicos

LIGAÇÕES QUÍMICAS

Arranjos AtômicosProfessora Ana Cristina Félix V. Dias

Page 2: Ligações químicas e Arranjos atômicos

INTRODUÇÃO As ligações químicas tem forte influência

sobre diversas propriedades dos materiais;

Os elétrons de valência (do último nível) são os que participam das ligações químicas;

Os átomos buscam a configuração mais estável dos gases nobres (com 2 ou 8 elétrons)

Dependendo da energia envolvida na ligação elas podem ser divididas em

Fortes Fracas

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TIPOS DE LIGAÇÕES Ligações fortes (intramoleculares)

Iônicas Covalentes Metálicas Ligações fracas (intermoleculares) Van der waals

Ligações dipolo-dipoloPontes de hidrogênio

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REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DOS ESTADOS DE ENERGIA PREENCHIDOS

PARA UM ÁTOMO DE SÓDIO

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Nuvem eletrônica

(a) A dependência líquida das forças repulsiva, atrativa e líquida na separação interatômica para dois átomos isolados.

(b) A dependência líquida das energias potenciais repulsivas, atrativas na separação de dois átomos isolados.

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LIGAÇÃO IÔNICAElétron capturado

Atração eletrostática

Aproximação dos íons.

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REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA LIGAÇÃO IÔNICA PARA O NΑCL

Resulta da atração mútua entre íons positivos e negativos

Page 11: Ligações químicas e Arranjos atômicos

REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA LIGAÇÃO COVALENTE EM UMA MOLÉCULA DE METANO.

Os átomos atingem a configuração estável compartilhando elétrons com um átomo adjacente

Page 12: Ligações químicas e Arranjos atômicos

A LIGAÇÃO COVALENTE É DIRECIONAL, OU SEJA MANTÉM UM

ÂNGULO ENTRE AS LIGAÇÕES

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UNIÃO DE DOIS ÁTOMOS DE SÓDIO POR MEIO DA LIGAÇÃO METÁLICA

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ILUSTRAÇÃO ESQUEMÁTICA DA LIGAÇÃO METÁLICA

Estrutura formada por íons positivos e elétrons livres de valência que formam uma “nuvem eletrônica” que circula livremente entre os íons positivos

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PROPRIEDADES ASSOCIADAS AS LIGAÇÕES METÁLICAS

Alta condutividade elétrica e térmica: os elétrons podem se mover em presença de uma f.e.m. (força eletromagnética) ou de um gradiente de temperatura.

Permitem grande deformação plástica pois as ligações são móveis ou seja não são rígidas como as iônicas e as covalentes.

Possuem o brilho metálico, como os elétrons são muito móveis trocam de nível energético com facilidade emitindo fótons.

São sempre opacos: pela mesma razão acima mas nesse caso absorvendo a luz incidente.

Page 16: Ligações químicas e Arranjos atômicos

REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DE UMA MOLÉCULA POLAR

Dipolos elétricos ocorrem quando os centros das cargas positivas não coincidem com o centro das cargas negativas em uma molécula.

Page 17: Ligações químicas e Arranjos atômicos

ILUSTRAÇÃO ESQUEMÁTICA DA LIGAÇÃO DE VAN DER WAALS

São ligações secundárias fracas que estão relacionadas a atração de dipolos elétricos

Page 18: Ligações químicas e Arranjos atômicos

REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA LIGAÇÃO DE VAN DER WAALS PARA O ÁCIDO FLUORÍDRICO

Page 19: Ligações químicas e Arranjos atômicos

LIGAÇÕES POR DIPOLOS INDUZIDOS

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Page 21: Ligações químicas e Arranjos atômicos

EXPANSÃO DA ÁGUA NO ESTADO SÓLIDO

Page 22: Ligações químicas e Arranjos atômicos

LIGAÇÕES QUÍMICAS EM RELAÇÃO AOS TIPOS DE MATERIAIS

Page 23: Ligações químicas e Arranjos atômicos

INFLUÊNCIA DA ENERGIA DA LIGAÇÃO EM ALGUMAS PROPRIEDADES DOS MATERIAIS Quanto maior a energia envolvida na ligação

química há uma tendência de: Maior ser o ponto de fusão do composto; Maior a resistência mecânica; Maior a dureza; Maior o módulo de elasticidade; Maior a estabilidade química; Menor a dilatação térmica.

Page 24: Ligações químicas e Arranjos atômicos

Energias de Ligação e Temperaturas de Fusão para várias substâncias

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Page 26: Ligações químicas e Arranjos atômicos

QUADRO COMPARATIVO DOS TIPOS DE LIGAÇÃO INTRAMOLECULAR

Ligação metálica Ligação Iônica Ligação Covalente

Polar ApolarPartículas formadoras

Átomos e cátions Íons Moléculas Moléculas

Atração entre as partículas

Pelos elétrons livres Eletrostática Dipolo-dipolo ou de hidrogênio

Van der Waals (London)

Estado físico Sólidos (exceção comum, mercúrio)

Sólido Líquido (ou sólido quanto tem

moléculas grandes

Gasosos (ou líquidos quando tem moléculas

grandes

p.f. e p. e. Em geral, altos Em geral, altos Baixos Muito baixos

Condutividade elétrica

Alta (no estado sólido e líquido), sem alteração da substância

Alta (fundidos ou em solução), com decomposição de

substância (eletrólise)

Praticamente nula quando pura. Ou

condutora em soluções apropriadas

Nula

Dureza Dura, porém maleável e dúctil

Dura, porem quebradiça

- -

Solubilidade em solventes comuns

Insolúvel Em geral, solúvel em solventes

polares

Em geral, solúvel em solventes polares

Em geral, solúvel em solventes

apolares

Page 27: Ligações químicas e Arranjos atômicos

COMPARAÇÃO DAS INTERAÇÕES INTERMOLECULARES

NÃO NÃO SIM NÃO

Interação molecular ou iônica

Somente forças de London (dipolos

induzidos)

Ligações iônicas.

Ex.: NaCl.

Íons estão envolvidos?

Hidrogênio fazendo ligação com N, O ou F?

Forças dipolo-dipolo.

Ex.: H2 SCH3 Cl

Ligação de Hidrogênio.

Ex.: H2O sólido e

líquido; HF e NH3

Forças íons-dipolo

Ex.: KBr na H2 O

Moléculas polares estão

envolvidas?

Moléculas polares e

íons presentes?

SIM

SIM

SIMNÃO