Aula - Ligações Químicas
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Ligaes qumicas
Prof. Regiane Strapasson
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Raros so os tomos que no esto ligados a outros.
Os tomos da maioria dos elementos qumicos no
existem isoladamente.
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Na natureza, as substncias buscam um estado energtico mais estvel, ou seja, de menor energia.
Essas associaes entre os tomos chamam-se ligaes qumicas.
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Avogadro (1776-1856)
Partculas formadas por mais de um tomo = MOLCULAS
tomos do mesmo elemento qumico
Substncias
compostas
MOLCULAS tomos de elementos diferentes
Substncias
simples
Substncias qumicas Inica Molecular Metlica
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tomos isolados geralmente no so estveis.
A eletronegatividade a propriedade que um tomo tem de atrair eltrons numa ligao qumica.
tomos muito eletronegativos adquirem estabilidade ao receber eltrons, formando NIONS.
tomos pouco eletronegativos adquirem estabilidade ao doar eltrons, formando CTIONS;
tomos de eletronegatividades intermedirias adquirem estabilidade compartilhando eltrons.
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Raio (tomos grandes) Eletronegatividade
Raio (tomos pequenos) Eletronegatividade
A eletronegatividade expressa o poder de um tomo
para atrair eltrons em uma ligao qumica.
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Um tomo adquire estabilidade quando possui oito
eltrons na camada eletrnica mais externa, ou dois
eltrons quando possui apenas a camada K
Os tomos, ao se combinarem, tendero a adquirir a
configurao do gs nobre mais prximo, que de 8
eltrons na ltima camada (octeto) para atingir a
estabilidade. Com exceo do hlio (He 2 eltrons)
Regra do octeto
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Regra do Octeto
Elementos que possuem 8 eltrons na camada de valncia so estveis.
Gases nobres: Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
Encontram-se sozinhos (estveis)
Configurao Geral: ns2 np6
Obs. Esta regra s vlida para os elementos
representativos. Exceo para o H, Li, B e Be.
Obs. Esta regra s vlida para os elementos: H, Li, B e Be.
Regra do Dueto
Gs nobre: He Configurao Geral: ns2
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LIGAO INICA OU ELETROVALENTE
Definio: eltrons so transferidos de um tomo para outro dando origem a ons de cargas
contrrias que se atraem.
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
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Configurao dos tomos:
Na Cl
LIGAO INICA OU ELETROVALENTE
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Transferncia do eltron:
Na Cl
LIGAO INICA OU ELETROVALENTE
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Formao dos ons:
Na+ Cl-
LIGAO INICA OU ELETROVALENTE
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Atrao Eletrosttica:
Na+ Cl-
LIGAO INICA OU ELETROVALENTE
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Estrutura cristalina do NaCl slido
Na prtica, uma reao no envolve apenas 2 tomos, mas sim um nmero enorme de tomos, formando um
aglomerado enorme de ons, chamado de retculo
cristalino ou inico.
Metais alcalinos e metais
alcalino-terrosos s fazem
ligaes do tipo inica.
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Ligao entre o clcio (metal) e o cloro (no-metal)
20Ca - ( tende a ceder 2 eltrons)
17Cl (tende a receber um eltron)
x+ [ ] -xCa
oo
oo
oooCl
oo
oo
oooCl
Ca[ ]2+
+ 2x
oo
oo
oooCl
CaCl2
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Famlia Carga dos on
1A +1
2A +2
3A +3
5A - 3
6A - 2
7A / H - 1
Quem perde e quem recebe eltrons?
PERDE ELTRONS
METAIS
GANHA ELTRONS
NO-METAIS
Numa ligao inica, sempre:
n de eltrons cedidos = n de eltrons recebidos
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Ligaes inicas ocorrem entre?
Ocorre entre tomos que apresentam:
Baixo potencial de ionizao (Energia necessria para retirar um eltron de um tomo gasoso para
formar um ction gasoso) facilidade perder eltrons
Alta afinidade eletrnica (Energia liberada quando um eltron agregado a um tomo neutro formando
um nion gasoso) - facilidade em receber eltrons
Metais e no-metais: NaCl, KBr, etc.
Metais e hidrognio: NaH
Obs.: hidrognio - Embora possua um eltron, no metal, logo, no tende a
perder esse eltron. Na verdade, o hidrognio tende a receber um eltron ficando
com configurao eletrnica igual do gs hlio.
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So slidos nas condies ambiente;
Possuem elevados pontos de fuso e ebulio;
Conduzem a corrente eltrica quando fundidos ou em soluo aquosa, devido presena de ons livres.
Caractersticas dos compostos inicos
As substncias inicas so formadas pela combinao
de elementos de eletronegatividades muito diferentes
(principalmente metais e no-metais)
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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
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Mais exemplos
a) K+Cl- KCl
b) Ca+2I-1 CaI2
c) Al+3S-2 Al2S3
d) Fe+3O-2 Fe2O3
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Exerccios: (1) (UDESC-SC) o elemento 19A combina-se com
34B. Qual a frmula do composto formado e
qual o tipo de ligao estabelecida?
A (Z = 19) 1s2 ,2s2, 2p6, 3s2 ,3p6, 4s1
B ( Z = 34) 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p4
A
A
B A2B
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Exerccios: (2) (F.M. SANTA CASA -SP) tomos neutros,
representados por , ao se unirem a tomos
de flor formam o composto inico de frmula.
Dado: F (Z=9)
a) XF
b) XF3
c) X2F7
d) X2F3
e) X2F
X (Z = 3) 1s2 ,2s1
F ( Z = 9) 1s2, 2s2, 2p5
X37
X F XF
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Uma ligao metlica ocorre entre dois tomos de
metais (iguais ou diferentes).
Nessa ligao todos os tomos envolvidos perdem
eltrons de suas camadas mais externas, que se
deslocam mais ou menos livremente entre eles,
formando uma nuvem eletrnica (tambm conhecida
como "mar de eltrons").
Ligao metlica caracterizada por foras eltricas
entre a nuvem de eltrons e os ons positivos.
Ligao Metlica
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Ligao Metlica
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Substncias metlicas
As substncias metlicas so formadas por tomos
de baixa eletronegatividade (metais), cujos eltrons
podem passar com relativa facilidade de um tomo para
outro da estrutura.
As substncias metlicas so representadas pelo prprio
smbolo do elemento qumico:
Ouro Au
Ferro Fe
Cobre Cu
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Os metais e as ligas metlicas so cada vez mais
importantes em nosso dia-a-dia.
Ex. de ligas metlicas:
lato (Cu e Zn), bronze (Cu e Sn), amlgama (Hg e outros metais, principalmente Ag), ao (Fe e C, mesmo que o C no seja metal), ligas leves (Mg e Al), Ouro 18 quilates (Au e Cu/Ag).
Substncias metlicas
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Principais caractersticas dos metais:
Conduo fcil da eletricidade (devido aos e- livres);
brilho, cor, densidade, pontos de fuso variveis,
condutividade trmica, maleabilidade (laminas) e
ductibilidade (fios).
Ligao Metlica
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Possui 7 eltrons na camada de valncia
Definio: A ligao covalente comum baseia-se no compartilhamento de um ou mais pares de eltrons,
onde cada tomo envolvido na ligao contribui com 1
eltron para a formao do par eletrnico.
Exemplo: formao do cloro Cl2.
Cl ( Z = 17) 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p5
Cl Cl
Ligao Covalente ou molecular
Os dois tomos no podem formar uma ligao inica porqu tem a mesma eletronegatividade.
Neste caso os dois tomos competem igualmente pelos eltrons.
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Ligao Covalente ou molecular
Somente o compartilhamento que pode assegurar
que estes tomos atinjam a quantidade de eltrons
necessria em suas ltimas camadas.
Cada um dos tomos envolvidos entra com um eltron
para a formao de um par compartilhado, que a
partir da formao passar a pertencer a ambos os
tomos.
No h formao de ons, pois as estruturas formadas
so eletricamente neutras.
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Substncias moleculares
As substncias moleculares, ou molculas, so conjuntos
de tomos iguais ou diferentes unidos por ligaes
covalentes, nas quais tomos de alta eletronegatividade
compartilham pares de eltrons.
As molculas formadas por tomos iguais correspondem s substncias simples:
Ex.: Cl2, O2, N2, F2 e H2.
As molculas formadas por tomos diferentes correspondem s substncias compostas:
Ex.: H2O (gua), NH3 (amnia), C6H12O6 (glicose) e C2H6O
(etanol), C257H383N65O77S6 (insulina-hormnio ligado absoro de acar pelo organismo).
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O par de eltrons compartilhado representado por um trao.
Esse par de eltrons ir constituir um orbital comum aos dois tomos ligados, que conhecido como
orbital molecular.
O O O2 O = O Frmula eletrnica ou
de Lewis
Frmula
Molecular
Frmula
Estrutural
Representao da ligao covalente
orbital molecular: a regio onde ocorre a fuso
dos orbitais atmicos
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Conhecendo-se a distribuio eletrnica do tomo ou sua posio na tabela peridica, fica fcil chegar ao
nmero de covalncias de que ele pode participar.
Representao da ligao covalente
GRUPO OU FAMLIA Eltrons de valncia
(externos)
No de ligaes
covalentes
14 ou 4A 4 4
15 ou 5A 5 3
16 ou 6A 6 2
17 ou 7A 7 1
HIDROGNIO 1 1
E
E
E
E
H
E
E
E
E
H
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O elemento hidrognio (H) pode formar a substncia gs hidrognio (H2), bem como vrios compostos com ametais:
Molculas com hidrognio (H)
HCl
H2O
NH3
CH4
H
H H
Cl
O H HO
H HN
H
H N H
H
H HC
H
H
H
H
CH
H
H Cl Cloreto de hidrognio
gua
amnia
metano
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Ligaes simples, duplas e triplas
Substncia Frmula
molecular
Frmula
eletrnica
Frmula
estrutural
N
H H H HH2
O OO2 O O
NN2 N N
CO2 O OC O OC
H C N H C NHCN
Hidrognio
Oxignio
Nitrognio
Dixido de Carbono
Cianeto de Hidrognio
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Ligao Covalente dativa ou coordenada
Nas substncias moleculares podem ocorrer ligaes covalentes dativas ou coordenadas.
Nessas ligaes o par de eltrons compartilhado proveniente de um nico tomo j estabilizado por outras
ligaes covalentes.
S (Z=16) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 compartilha 2 pares de eltrons
O (Z = 8) 1s2 2s2 2p4 compartilha 2 pares de eltrons
SO2
Frmula eletrnica ou Estrutura de Lewis.
Frmula Molecular Frmula Estrutural
A ligao dativa representada por uma seta.
OSO S OO
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Ligao Covalente dativa
Outro exemplo: SOCl2 (cloreto de sulfurila)
S (Z=16) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 compartilha 2 pares de eltrons
O (Z = 8) 1s2 2s2 2p4 compartilha 2 pares de eltrons
Cl (Z = 17) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 compartilha 1 par de eltrons
SOCl2
Frmula eletrnica ou Estrutura de Lewis.
Frmula Molecular Frmula Estrutural
A ligao dativa representada por uma seta.
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Previso das ligaes covalentes
GRUPO OU
FAMLIA
Eltrons de
valncia
(externos)
No de ligaes
covalentes
No de ligaes
Covalentes dativas
14 ou 4A 4 4 0
15 ou 5A 5 3 1
16 ou 6A 6 2 2
17 ou 7A 7 1 3
E
E
E
E
E
E
E
E
Um tomo far tantas ligaes covalentes quantas forem necessrias para completar o octeto.
E com o octeto completo, havendo pares de eltrons no utilizados em ligaes, esses ficaro disponveis para as ligaes dativas.
E
E
E