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1 Ligações Químicas

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6 Por que os átomos formam ligações químicas? Distância de equilíbrio Comprimento da ligação H-H r o = 74 pm distância internuclear Uma ligação química entre dois átomos é formada se o sistema resultante é mais estável (tem uma energia mais baixa) que aquele com os dois átomos separados. molécula H 2 E tot = E H2

7 Classificação das ligações químicas Uma ligação pode ser dos seguintes tipos: Através de uma transferência completa de um ou mais elétrons: ligação iônica Se dois átomos compartilham 2 elétrons (cada átomo contribui com um): ligação covalente Se dois átomos compartilham 2 elétrons (um contribui com 2 e outro com 0): ligação covalente coordenada Se todos os átomos compartilham os elétrons entre eles: ligação metálica

8 As ligações químicas e a Estrutura eletrônica dos átomos 1. As ligações químicas são devidas às configurações dos elétrons de valência dos átomos. 2. A estrutura eletrônica de um átomo é dada por sua posição na tabela periódica. Pode-se prever o tipo de ligações químicas formada por um átomo através da sua posição na tabela periódica. NaF O 2 CO 2 MgO

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14 As diferenças de eletronegatividade A capacidade relativa dos átomos de atrair os elétrons de uma ligação química é chamada de eletronegatividade. atração relativa de cada átomo O átomo B tem maior eletronegatividade

15 Eletronegatividade (EN) Eletronegatividade é a capacidade que um átomo tem, de atrair elétrons de outro átomo quando os dois formam uma ligação química. Podemos dizer que a eletronegatividade depende de dois fatores: Tamanho do átomo: quanto menor é o átomo, maior é sua capacidade de atrair elétrons, já que a distância destes ao núcleo é menor. O segundo fator se deve à tendência que os átomos possuem de se tornarem mais estáveis quando completam oito elétrons na última camada. Elementos com elevada afinidade eletrônica (facilidade em receber elétrons) e elevada energia de ionização (dificuldade em doar elétrons) são elementos muito eletronegativos. Ex.: Cl, F, Br, etc.

16 O Flúor é o elemento mais eletronegativo! Quais elementos têm elevada afinidade eletrônica (facilidade em receber elétrons) e elevada energia de ionização?

17 Para medir o quanto um átomo é mais ou menos eletronegativo que outro, foi proposta por Robert Mulliken, uma escala que atribui o valor 4,0 para o átomo de maior eletronegatividade, que é o de Flúor. Os valores para os outros átomos são então determinados por comparação. χ= ½ (I +E a ) Onde χ = eletronegatividade I = energia de ionização E a = afinidade eletrônica

18 Fronteira entre ligação iônica e covalente A diferença entre a eletronegatividade ( EN) de dois átomos indica se a ligação química formada tem caráter mais iônico ou covalente. EN Covalente polar Covalente apolar iônica Exemplo: 1) C tem eletronegatividade de 2,6 e O 3,4. A diferença é 0,8 unidades para C O. 2) Ca 1,3 e O 3,4. Então a ligação Ca O tem eletronegatividade de 2,1 unidades.

19 As diferenças de eletronegatividade (EN) Considere dois átomos A e B, com três possibilidades diferentes: 1 o caso: um dos átomos tem uma grande tendência de doar elétrons e outro uma grande tendência de aceitá-los, l EN AB l >> 0 ligação iônica Ex.: NaCl, CaO 2 o caso: os dois átomos tendem a aceitar elétrons (ENs altas e comparáveis) eles compartilham dois elétrons ligação covalente l EN AB l 0 (ligação covalente não polar); Ex.: Cl 2, O 2 l EN AB l > 0 (ligação covalente polar) monóxido de carbono, CO 3 o caso: os dois átomos tendem a doar elétrons (têm EN baixa) vários átomos doam seus elétrons de valência formando um mar de elétrons que são compartilhados por todos os átomos l EN AB l 0 (e EN baixas) ligação metálica Ex: cubre metálico

20 Exercício 1) Que tipo de ligação química ocorre entre dois átomos de cloro? A) iônica B) covalente C) metálica 2) Que tipo de ligação é formada se um átomo de iodo e um átomo de potássio se encontram? A) iônica B) covalente C) metálica 3) Que tipo de ligação química é presente entre dois átomos de O? A) covalente B) iônica C) metálica

21 Configurações eletrônicas dos íons Os átomos perdem ou ganham elétrons até completar o octento, adquirindo uma configuração eletrônica mais estável. N 3-6 Ânion

22 Configurações eletrônicas dos íons Exemplo: Fe (III) Fe: [Ar]3d 6 4s 2 Fe (III): [Ar]3d 5 Exemplo: Cu (I) e Cu(II)

23 A ligação iônica: transferência completa de elétrons EN AB >>0 (entre metais e não-metais) Reação de alumínio ( EN = 1,5) com bromo (EN = 2,8) ( EN = 1,3): 2Al + 3Br 2 2Al 3+ Br - 3 cristais iônicos NaCl MgAl 2 O 4 Cu 2 CO 3 (OH) 2 Cristalogênese MnCO 3 CaF 2 Al 2 O 3 + Cr

24 Retículos Cristalinos Um sólido cristalino é constituído pela repetição periódica (3 D) de uma estrutura atômica, iônica ou molecular, chamada de célula unitária. A periodicidade da estrutura de um cristal é representada por um conjunto de pontos dipostos regularmente. Este conjunto se chama retículo cristalino. Tipos de células unitárias primitiva (P) centrada (I) face centrada (F,C)

25 Os 14 retículos cristalinos de Bravais cúbico tetragonal ortorrômbico romboédrico monoclínico triclínico

26 Propriedades dos compostos iônicos - interações atrativas com água (hidrófilos) + Os íons de cargas opostas têm forte atração colômbica, gerando sólidos iônicos de alta temperatura de fusão e frágeis. Quando golpeamos um sólido iônico, íons de mesma carga entram em contato e se repelem, quebrando o cristal. - - em solução: conduz eletricidade