CIÊNCIAS DA NATUREZA - QUÍMICA. Ligações Químicas

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1 CIÊNCIAS DA NATUREZA - QUÍMICA Prof. Adriana Strelow 1º Ano Ligações Químicas Na natureza, dificilmente os átomos ficam sozinhos. Eles tendem a se unir uns aos outros para formarem novas substâncias. Alguns átomos são estáveis, ou seja, pouco reativos, já outros não podem ficar isolados, precisam se ligar a outros átomos para buscar a estabilidade. As forças que mantêm os átomos unidos são chamadas de Ligações Químicas. Toda ligação envolve o movimento de elétrons nas camadas mais externas dos átomos, mas nunca atinge o núcleo. TEORIA DO OCTETO A Teoria do Octeto é baseada na estabilidade dos gases nobres. De todos os elementos que existem na natureza, apenas os gases nobres podem ser encontrados livres, na forma de átomo isolado. Os demais se encontram ligados uns aos outros, de diversas maneiras e nas mais diversas combinações. Os gases nobres estão isolados porque obedecem à regra do octeto, ou seja, contém oito elétrons na sua camada de valência, ou camada mais externa, mais afastada do núcleo, com exceção do Hélio, que possui dois elétrons e é estável. Regra do Octeto - Nos elementos químicos devem sempre conter 8 elétrons na última camada eletrônica ou camada de valência. Na camada K pode haver no máximo 2 elétrons. Desta forma os átomos ficam estáveis, com a configuração idêntica à dos gases nobres. Valência: O termo valência foi introduzido em meados do século XIX com o objetivo de explicar a capacidade de combinação dos elementos. Os elementos químicos eram descritos como: mono, di ou bi, tri e tetravalente. Ligação Iônica ou Eletrovalente. É caracterizada pela transferência de elétrons entre os átomos ligantes. A ligação ocorre com a formação de íons, que para se atraírem devem ter cargas opostas, íon positivo (cátion) e íon negativo (ânion). Essa ligação é resultado da atração eletrostática entre espécies de cargas opostas. Página 1

2 Um sólido iônico é constituído por um aglomerado de cátions e ânions organizados com formas geométricas bem definidas, características de cada sólido, denominados retículos cristalinos. Fórmula Química: representa a proporção expressa pelos menores números possíveis dos cátions e ânions que compõe o reticulo cristalino. Na fórmula, escrevem- se primeiro o símbolo do cátion e, depois, o do ânion. NaCl AlF 3 O número 3 significa a proporção entre os íons. 1. Indique as ligações entre os seguintes átomos e, utilizando as valências, obtenha a fórmula da substância formada: Mg e F Ca e P 2. A fórmula do composto formado pelo elemento X da família 2 e o elemento Y da família 17 é. 3. Um elemento X forma com o Lítio um composto de fórmula Li 2 X e com o Magnésio forma um composto MgX, qual é o número de elétrons na última camada de X : a)1 b)2 c)4 d)6 e)7 Ligação Covalente Esse tipo de ligação química se forma por compartilhamento de elétrons da camada de valência dos átomos envolvidos. Os elétrons compartilhados são atraídos pelos núcleos dos dois átomos. É essa força de atração que os mantém unidos. Cada par de elétrons compartilhado entre dois átomos representa uma ligação. Fórmulas Químicas: A fórmula eletrônica é conhecida como a Fórmula de Lewis. A ligação simples entre átomos ocorre quando eles compartilham um par de elétrons. A ligação dupla ocorre quando eles compartilham dois pares de elétrons. A ligação tripla ocorre quando são compartilhados três pares de elétrons. Página 2

3 Ligação Covalente Dativa ou Coordenada: Ocorre entre um átomo que já atingiu a estabilidade eletronica e outro ou outros que necessitem de dois eletrons para completar sua camada de valencia. A ligacao dativa ou coordenada pode ser indicada por uma seta (A B) ou por um traço (A B). Um exemplo desse tipo de ligacao é o ácido sulfurico (H 2 SO 4 ). Outros exemplos de ligacoes coordenadas: 1. Consulte a tabela periódica e monte o quadro a seguir: Página 3

4 Fórmula Molecular Fórmula Eletrônica Fórmula Estrutural H 2 HCl H S H 2. Um elemento X possui 6 elétrons de valência. Represente a fórmula eletrônica, estrutural e molecular desse elemento quando combinado com o hidrogênio. 3. No composto C 3 H 8 temos : a)4 ligações covalentes simples e 2 dativas b)8 ligações covalentes simples c)10 ligações covalentes simples 4. Obtenha as fórmulas eletrônica e estrutural das seguintes substâncias : a) HClO d)12 ligações covalentes simples e)8 ligações covalentes simples e 2 dativas. b) H 2SO 3 5. Nos compostos moleculares, os átomos se unem por ligações covalentes que são formadas por : a) doação de elétrons d) compartilhamento de elétrons b) recepção de elétrons e) compartilhamento de prótons c) doação de prótons Ligação Metálica Os núcleos dos átomos de elementos metálicos apresentam, geralmente, baixa atração pelos elétrons da camada de valência. Os cátions dos elementos metálicos estão dispostos em um reticulo cristalino e elétrons circulam livremente entre eles. Esse modelo de ligação é conhecido como modelo do mar de elétrons, pois os cátions metálicos estão imersos nos elétrons livres. Ligas Metálicas: são materiais com propriedades metálicas que contêm dois ou mais elementos, sendo pelo menos um deles metal. A tecnologia moderna não usa mais metais em estado puro, mas ligas com propriedades alteradas em relação ao material inicial, o que visa, entre outras coisas, reduzir os custos de produção. Em geral os metais puros não possuem todas as qualidades necessárias para determinadas utilizações, daí a pesquisa para a produção de novas ligas, denominadas ligas metálicas. Exemplos: Ouro 18 quilates: Mistura formada basicamente por 75% de ouro, sendo os 25% restantes de cobre e prata. Aço Inox: Liga de Fe, C, Cr e Ni usada em talheres, peças de carro, brocas. Amálgama: Liga de Hg, Ag e Sn usada em obturações. Bronze: Liga de Cu e Sn usada na produção de sinos, medalhas, moedas e estatuas. Latão: Liga de Cu e Zn usada na produção de tubos, armas, torneiras, instrumentos musicais. 1) A condutibilidade elétrica dos metais é explicada admitindo- se: a) Ruptura de ligações iônicas. d) Existência de elétrons livres. b) Ruptura de ligações covalentes. e) Existência de nêutrons livres. c) Existência de prótons livres. Página 4

5 2) Resolva as questões, considerando somente os metais que fazem parte do seu cotidiano: a) Qual o único metal liquido a 20º C? b) Cite um metal de cor vermelha. c) Cite um metal de cor amarela. d) Um metal constituinte de panelas e latas. e) Cite um metal constituinte da lataria dos automóveis. Classificação das Substâncias Iônicas: Geralmente são sólidas à temperatura ambiente, apresentam altas temperaturas de fusão e ebulição. Quando sólidas, são más condutoras de corrente elétrica, porém a conduzem quando fundidas ou dissolvidas em água. Moleculares: Más condutoras de eletricidade no estado sólido e liquido, elas são constituídas por moléculas que geralmente contém átomos de elementos não metálicos. Podem se apresentar, nas condições ambientes, em qualquer um dos estados físicos. Metálicas: Além de boa condutibilidade elétrica nos estados sólido e liquido, os metais apresentam alta condutibilidade térmica, em geral são brilhantes, maleáveis (lâminas) e dúcteis (fios). Com exceção do mercúrio, que é liquido, os metais são sólidos à temperatura ambiente. Quando puros, são substâncias simples, e suas fórmulas são representadas pelo símbolo do elemento químico. 1) Considere as seguintes propriedades: I. Elevada temperatura de fusão. II. Brilho metálico. III. Boa condutibilidade elétrica no estado solido. IV. Isolante tanto no estado solido como no liquido. Quais dessas propriedades caracterizam: a) Compostos metálicos? b) Compostos iônicos? c) Compostos moleculares? 2) As substâncias X, Y e Z que são sólidas a temperatura ambiente, apresentam as propriedades físicas resumidas na tabela a seguir. De acordo com as informações, complete o quadro: Substância X Y Z Condutibilidade Conduz Mal Conduz Conduz Mal elétrica do solido Condutibilidade Conduz Conduz Conduz Mal elétrica no estado liquido (fundido) Condutibilidade Conduz Conduz Mal Conduz Mal elétrica em água Tipo de substância 3) A partir da análise das fórmulas químicas, classifique as substâncias a seguir como iônicas, metálicas ou moleculares. a) C 2 H 2 O etanol b) Hg mercúrio c) NaBr brometo de sódio d) CCl 4 clorofórmio e) NH 3 amônia f) KF fluoreto de potássio g) CH 4 metano Página 5

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