Química Fascículo 02 Elisabeth Pontes Araújo Elizabeth Loureiro Zink José Ricardo Lemes de Almeida

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1 Química Fascículo 02 Elisabeth Pontes Araújo Elizabeth Loureiro Zink José Ricardo Lemes de Almeida

2 Índice Ligação Covalente...1 Ligação Iônica...3 Teoria de Lewis...5 Ligações Intermoleculares...6 Exercícios...7 Gabarito...8

3 Ligação Covalente Ligação Covalente = 2 átomos que atraem o mesmo par de elétrons N.o de ligações possíveis Elemento 5 B 6 C 7 N 8 9 F 10 Ne Dist. Eletrônica K=2 K=2 K=2 K=2 K=2 K=2 L=3 L=4 L=5 L=6 L=7 L=8 N.o de Ligações Covalentes Exemplos: B C N F Pares de elétrons livres São pares de elétrons atraídos só por um átomo. (Não formam ligação) Propriedades dos compostos moleculares Geralmente líquidos ou gasosos. P.F. e P.E. baixos. Formam moléculas. Compostos Covalentes Formados só por ligações covalentes. Formam moléculas gigantes. P.F. e P.E. altíssimos( mais altos que os compostos iônicos). Ex: grafite, diamante. 1

4 Geometria Molecular s pares de elétrons da ligação ou livres se repelem = ficam o mais longe possível. s pares de elétrons livres (não formam ligação) exercem repulsão maior que os elétrons que formam ligação. Compostos com idrogênio Compostos com xigênio B 3 C C Linear B B C 4 C 2 =C= Linear C C N 3 N N C 3 C Triangular 2 S 4 S Tetraédrica ângulo da ligação diminui Formas Alotrópicas Substâncias formadas pelo mesmo elemento químico e que têm propriedades diferentes. Ex: C (grafite) e C (fulereno) e C (diamante). S (rômbico) e S (monoclínico). 2

5 Ligação Iônica Ligação Iônica = atração eletrostática entre íons (*) forma ligação covalente C +1 Na + K + +2 Mg Ca (*) 3 2 Al +3 N 3 S 1 F Cl Br l Gases nobres e, Ne, Ar, Kr, Xe,Rn não formam ligações. Íons: partículas com carga elétrica Íons positivos = cátions Íons negativos = ânions Propriedades dos compostos iônicos Sólidos cristalinos (cátions e ânions em arranjo geométrico) Geralmente solúveis em água. P.F. e P. E. altos (menores que os compostos covalentes e maiores que os compostos moleculares) No estado fundido e em solução aquosa = conduzem corrente elétrica. 3

6 Dissolução de sais pode ser: Endotérmica = absorve calor. Exotérmica = desprende calor. bs. : Existem casos em que a temperatura influi muito pouco. Ex.: Dissolução NaCl em 2. Solubilidade x Temperatura Solubilidade endo temp. não influi exo temperatura Tabela de Solubilidade Compostos Solubilidade Exceções Cátions da família 1A Solúveis N 3 Solúveis F,Cl,Br,I Solúveis Pb 2+,Ag + S 4 C 3 3 P 4 Solúveis Ca 2+,Ba 2+,Sr 2+,Pb 2+ Insolúveis + Cátions da família 1 A e N 4 Insolúveis + Cátions da família 1 A e N 4 Solubilidade solução super saturada solução saturada solução insaturada temperatura 4

7 Teoria de Lewis Teoria do octeto 8 elétrons na camada de valência estrutura do gás nobre. Compostos moleculares (com ligação covalente) F F Cada átomo fica com 8 elétrons ( no caso do hidrogênio, com dois elétrons = estrutura do gás hélio). Compostos iônicos 11 Na 17 Cl Na+ Cl K=2 K=2 K=2 K=2 L=8 L=8 L=8 L=8 M=1 M=7 M=8 Cl Cl Cl 2 2 5

8 Ligações Intermoleculares Ligações Intermoleculares = Ligações entre moléculas Moléculas polares = ligação intermolecular forte. Moléculas apolares = ligações intermoleculares fracas. Moléculas apolares Não formam dipolos. Moléculas homonucleares (formadas por 2 átomos iguais) Exemplos: : Cl:Cl :: ClCl = Moléculas polares Ligação (covalente) polar = elemento mais eletronegativo atrai o par de elétrons da ligação Molécula polar = dipolo Deve ter pelo menos uma ligação polar. Quando a molécula tem 2 ou mais ligações polares iguais, a polaridade depende da geometria. Linear = apolar Angular = polar Exemplo: =C= Moléculas heteronucleares = polares F Cl Br Cl C Cl Cl F Cl Br Cl C Cl Cl Ligações de hidrogênio (ponte de hidrogênio) P.F. e P.E. altos ligado a, NeF F F F N N N Forças de Van der Waals Ligação dipolo dipolo. Exemplo: Cl Ligação dipolo induzido ou forças de London Exemplo: iodo (I 2 ) sólido 6

9 Exercícios 01. (UNICAMP/98) Considere as seguintes informações sobre os elementos químicos X,Y e Z: Elemento Família ou grupo Período X do oxigênio 2 Y 14 2 Z dos alcalinos 4 a. Quais são os elementos X,Y e Z? b. A combinação de dois desses elementos pode formar substâncias não-iônicas e gasosas a temperatura e pressão ambientes. Escreva a fórmula de uma dessas substâncias. c. Escreva a fórmula de uma substância iônica e sólida formada pela combinação dos 3 elementos. 02. (FUVEST/98) Em 1986 foi sintetizada uma nova variedade alotrópica do carbono que apresenta uma estrutura esférica oca semelhante à uma bola de futebol. Sua fórmula molecular é C 60 e os átomos de carbono estão ligados entre si de modo a formar faces hexagonais e faces pentagonais, com os carbonos nos seus vértices. Ao contrário do diamante, esse novo alótropo, futeboleno, é macio (bem menos duro) e solúvel em solventes aromáticos, tais como o benzeno e tolueno. Correlacione essas propriedades macroscópicas do diamante e do futeboleno com os tipos de ligação química presentes em cada um desses alótropos. Especifique, quando for o caso, se a ligação é do tipo inter ou intramolecular. Estrutura parcial do futeboleno 03. (VUNESP/99) Considere as espécies químicas Br 2 e KBr. Dados os números de elétrons na camada de valência, K = 1eBr = 7, explique, justificando, o tipo de ligação que ocorre entre os átomos de: a. bromo, no Br 2, b. potássio e bromo, no KBr. 04. (ITA/97) Sobre a temperatura de ebulição de um líquido são feitas as afirmações: I. Aumenta com o aumento da força da ligação química intramolecular. II. Aumenta com o aumento da força da ligação química intermolecular. III. Aumenta com o aumento da pressão exercida sobre o líquido. IV. Aumenta com o aumento da quantidade de sólido dissolvido. Estão corretas: 7

10 a. Apenas IeII b. Apenas IeIV c. Apenas III e IV d. Apenas II, III e IV e. Todas 05. (PUC/99) Algumas propriedades das substâncias W, X, Y e Z estão apresentadas abaixo: W X Y Z Estado físico 25ºC e 1 atm É solúvel em água? A solução aquosa conduz corrente elétrica? Puro, no estado sólido, conduz corrente elétrica? Puro, no estado líquido, conduz corrente elétrica? líquido sólido líquido sólido sim não sim sim sim não sim não sim não não não sim não sim Assinale a alternativa em que as substâncias apresentadas, correspondam às propriedades indicadas na tabela anterior. W X Y Z a. ácido acético ferro álcool cloreto de sódio b. álcool cloreto de sódio mercúrio grafite c. mercúrio grafite ácido acético ferro d. álcool ferro dióxido de carbono cloreto de sódio e. ácido acético prata oxigênio grafite Nota: Fórmulas: ácido acético = 3 CC álcool etílico = C 2 5 Gabarito 01. a. X = oxigênio, (família do oxigênio 2.o período) Y = carbono, C (família do carbono (14) 2.o período) Z = potássio, K (família dos alcalinos 4.o periodo) b. C 2 ou C c. K 2 C 3 8

11 02. No diamante ocorrem ligações covalentes fortes e intramoleculares, formando uma macromolécula de estrutura cristalina compacta. No futeboleno ocorrem ligações covalentes intramoleculares e entre as moléculas de C 60 ocorrem forças intermoleculares fracas, de Van der Waals responsáveis pela estrutura cristalina macia. 03. a. Ligação covalente: compartilhamento de par de elétrons Br + Br Br Br b. Ligação iônica: transferência de elétrons do metal para o ametal K + Br [K] + [Br] 04. Alternativa d. I. incorreta. A mudança de estados físicos depende das forças intermoleculares e não das Intramoleculares. II. correta. Quanto maior a força intermolecular maior maior a energia necessária para rompê-las, portanto, maior o ponto de ebulição. III. correta. Quanto maior a pressão exercida sobre o líquido maior a pressão de vapor necessária para o líquido ebulir, portanto maior o ponto de ebulição. Lembrar: Ponto de ebulição (P vapor = P atm) IV. correta. Quanto maior o número de partículas dissolvidas no líquido menor a pressão de vapor e consequentemente maior a temperatura de ebulição. 05. Alternativa a. As substâncias são: W = ácido acético = 3 C C: polar e ionizável X = ferro = Fe = metal Y = álcool = 3 CC 2 : polar e não ionizável Z = cloreto de sódio = NaCl = iônico 9

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