CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS - QUÍMICA Profª Márcia Ribeiro

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1 CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS - QUÍMICA Profª Márcia Ribeiro NOME: Nº TURMA: DATA: LIGAÇÕES QUÍMICAS Os átomos raramente ficam isolados na natureza, pois tendem a se unir uns aos outros, formando tudo o que existe na Terra, das rochas aos seres vivos Alguns átomos são estáveis, ou seja, pouco reativos. Já outros não podem ficar isolados. Precisam se ligar a outros elementos. As forças que mantêm os átomos unidos são fundamentalmente de natureza elétrica e são chamadas de Ligações Químicas. Toda ligação envolve o movimento de elétrons nas camadas mais externas dos átomos, mas nunca atinge o núcleo. ESTABILIDADE DOS GASES NOBRES Hoje sabe-se que de todos os elementos químicos conhecidos, apenas 6, os gases nobres ou raros, são encontrados na natureza na forma de átomos isolados. Os demais se encontram sempre ligados uns aos outros, de diversas maneiras, nas mais diversas combinações. Foi em 1916 que os cientistas Gilbert N. Lewis e Walter Kossel chegaram a uma explicação lógica para as uniões entre os átomos, criando a teoria eletrônica da valência. Os gases nobres são encontrados na natureza na forma de átomos isolados porque eles têm a última camada da eletrosfera completa, ou seja, com 8 elétrons. Mesmo o hélio, com 2 elétrons, está completo porque o nível K só permite, no máximo, 2 elétrons. Observe a distribuição eletrônica dos gases nobres na tabela a seguir: NOME SÍMBOLO Z K L M N O P Q HÉLIO He NEÔNIO Ne ARGÔNIO Ar CRIPTÔNIO Kr XENÔNIO Xe RADÔNIO Rn Foi associando a observação de que os átomos dos gases nobres têm pouca tendência a se unirem entre si ou com outros átomos com a de que os gases nobres têm o numero máximo de elétrons na última camada (em geral 8 elétrons, ou 2, no caso do hélio), que os cientistas Lewis e Kossel lançaram a hipótese: os átomos ao se unirem, procuram perder, ganhar ou compartilhar elétrons na última camada até atingirem a configuração eletrônica de um gás nobre. Essa hipótese é chamada regra do octeto: Um átomo adquire estabilidade quando possui 8 elétrons na camada eletrônica mais externa, ou 2 elétrons quando possui apenas a camada K. Surge daí três tipos comuns de Ligações químicas iônica, covalente e metálica. LIGAÇÃO IÔNICA A ligação iônica ocorre em geral, entre metais e ametais, ou metal + hidrogênio pois: Os átomos dos metais possuem 1, 2 ou 3 elétrons na última camada e têm forte tendência em perde-los. (Eletronegatividade baixa). Os ametais (não metais) possuem 5, 6 ou 7 elétrons na última camada e têm acentuada tendência a receber elétrons, para completar seus octetos. (Eletronegatividade alta) Caracteriza-se pela perda e ganho de elétrons e com a consequente formação de íons. Metal + Ametal = composto iônico Veja a tabela periódica!!! PRINCIPAIS CARACTERISTICAS DOS COMPOSTOS IÔNICOS A ligação ocorre através de atração eletrostática (cargas opostas); Os compostos são sólidos e cristalinos na temperatura ambiente; Muitos são solúveis em solventes polares como a água. Conduzem corrente elétrica quando em solução aquosa ou fundidos.

2 LIGAÇÃO COVALENTE Caracteriza-se pelo compartilhamento de elétrons, que no par ligante se atraem por forças magnéticas. Ocorre entre Ametal + Ametal ou hidrogênio + ametal. Forma-se um composto covalente, também chamado de molécula. AMETAL + AMETAL = MOLÉCULA Cada par de elétrons constitui uma ligação. SIMPLES 1 par 1 traço H Cl LIGAÇÃO DUPLA 2 pares 2 traços O = O TRIPLA 3 pares 3 traços N N Caso particular de ligação covalente: SO 2 SO 3 CO Exceção a regra do octeto BeH 2 PCl 5 SF5 NO NO 2 ClO 2 POLARIDADE DAS LIGAÇÕES Devido à eletronegatividade as ligações covalentes poderão ser polares ou apolares. Átomos iguais = ligação apolar Átomos diferentes = ligação polar Quanto maior a diferença de eletronegatividade, mais polar é a ligação. POLARIDADE DAS MOLÉCULAS Moléculas Apolares: não possuem par de elétrons disponíveis. CO 2 Toda molécula com átomos iguais, tem ligação apolar e molécula apolar. Moléculas Polares: possuem par de elétrons disponíveis no elemento central. OF 2 CUIDADO! Não confunda a polaridade das ligações com a polaridade das moléculas. EXERCÍCIOS 1. O elemento enxofre forma compostos com hidrogênio, potássio, cálcio e carbono. Os compostos iônicos ocorrem com: 2. Quando o elemento X (Z=12) se combina com o elemento Y (Z=9), temos como resultado um composto que possui fórmula e tipo de ligação respectivamente: (A) XY iônica (B) XY covalente (C) XY 2 iônica (D) XY 2 covalente (E) Y 2X 2 - covalente 3. A substancia formada exclusivamente por ligações covalentes é representada por (A) K 2SO 2 (B) NaCl (C) H 2S (D) NaOH (E) BaH 2 4. (FAMECA SP) - O cloreto de sódio é largamente utilizado pela população na preparação de alimentos, mas pode ser prejudicial à saúde se for consumido em excesso, favorecendo a retenção de líquidos e, consequentemente, produzindo a elevação da pressão arterial. Em relação a essa substância, o tipo de ligação e o número total de pares de elétrons da última camada do íon cloreto são, respectivamente, (A) covalente e 4. (B) iônica e 2. (C) iônica e 6. (D) iônica e 4. (E) covalente e (IFSP) - Todos os tipos de ligações químicas resultam do seguinte: (A) combinação de átomos de elementos químicos diferentes. (B) compartilhamento de elétrons das eletrosferas dos átomos. (C) interações elétricas entre núcleos e eletrosferas dos átomos. (D) transferência de elétrons e prótons de um átomo a outro. (E) combinação de prótons dos núcleos de átomos diferentes.

3 6. (UFPEL RS) - Elementos alcalinos e alcalino-terrosos têm em comum o fato de (A) existirem livres na natureza. (B) formarem cátions. (C) ocuparem a região central da Tabela Periódica (D) serem não-metálicos. (E) serem pouco reativos. 7. (Fac. Santa Marcelina SP) - Os átomos que formam as moléculas que constituem o nitrogênio líquido, N 2, estão unidos por ligações covalentes (A) duplas apolares. (B) triplas polares. (C) triplas apolares. (D) simples polares. (E) simples apolares. 8. (UDESC SC) - Os tipos de ligações químicas dos compostos: NH 3; CO 2; Fe 2O 3; Cl 2; KI são, respectivamente, (A) covalente polar, covalente polar, iônica, covalente apolar, iônica. (B) covalente apolar, iônica, covalente polar, covalente apolar, iônica. (C) covalente apolar, covalente polar, iônica, covalente apolar, iônica. (D) covalente polar, covalente apolar, iônica, covalente polar, iônica. (E) covalente polar, covalente apolar, iônica, covalente apolar, covalente polar. GEOMETRIA MOLECULAR TEORIA DA REPULSÃO DOS PARES ELETRÔNICOS DE VALÊNCIA De acordo com essa teoria, os pares de elétrons da camada de valência do átomo central se repelem, produzindo o formato da molécula ou íon. 1. Molécula formada por dois átomos (diatômicas) = Linear 2. Moléculas com três átomos a) Sem par eletrônico no elemento central = Linear b) Com par eletrônico no elemento central = Angular c) Moléculas com quatro átomos

4 a) Sem par eletrônico no elemento central = Trigonal b) Com par eletrônico no elemento central = Piramidal d) Molécula com cinco átomos sem par eletrônico no elemento central = tetraédrica Testes de Vestibular 9. (Esam-RN) Considere as seguintes fórmulas e ângulos de ligações. Fórmula H 2 0 NH 3 CH 4 BeH 2 Ângulo ' 180 As formas geométricas dessas moléculas são, respectivamente, (A) angular, piramidal, tetraédrica, linear. (B) angular, piramidal, tetraédrica, angular. (C) angular, angular, piramidal, trigonal. (D) trigonal, trigonal, piramidal, angular. (E) tetraédrica, tetraédrica, tetraédrica, angular. 10. (Vunesp) A partir das configurações eletrônicas dos átomos constituintes e das estruturas de Lewis: a) determine as fórmulas dos compostos mais simples que se formam entre os elementos: I. hidrogênio e carbono II. hidrogênio e fósforo b) qual é a geometria de cada uma das moléculas formadas, considerando-se o número de pares de elétrons? (Números atômicos: H = 1; C = 6; P = 15.) LIGAÇÕES METÁLICAS Teoria da Nuvem Eletrônica As ligações metálicas, diferentemente das iônicas e covalentes, não têm sua representação eletrônica e sua representação estrutural depende de um conhecimento mais profundo dos retículos cristalinos. O reticulo cristalino dos metais é constituído por cátions dos metais, entre os quais ficam os elétrons cedidos pelos respectivos átomos na formação dos cátions. Esses elétrons constituem a chamada ligação metálica. Esse é o modelo da nuvem eletrônica para a ligação metálica. Propriedade dos Metais Os metais possuem altos pontos de fusão e ebulição (exceto Hg, Fr e Cs). Baixa dureza (são dúcteis capacidade de se transformar em fios e maleáveis capacidade de se transformar em lâminas). São insolúveis em água. Possuem brilho. São excelentes condutores de eletricidade devido a presença da nuvem de elétrons Testes de Vestibular 11. (UFRN) O cobre metálico é bastante utilizado na confecção de fios condutores de eletricidade. Baseado na propriedade de condutividade elétrica dos metais pode-se afirmar a respeito do fio de cobre, que: (A) é constituído de íons metálicos positivos em posições ordenadas, com os elétrons de valência movimentando-se em todo o fio. (B) unidos por ligações iônicas. (D) as forças eletrostáticas que unem os átomos de cobre no fio são é constituído de moléculas. (C) seus átomos estão resultantes das interações dipolo-dipolo. (E) as ligações nele existentes são covalentes. 12. As ligações químicas nas substâncias K(s), HCØ(g), KCØ(s) e CØ (g), são respectivamente: (A) metálica, covalente, iônica, iônica. (B) iônica, covalente, metálica, covalente. (C) covalente, covalente, metálica, covalente. (D) metálica, covalente, iônica, covalente. (E) covalente, covalente, iônica, metálica. 13. A ligação, que se forma quando dois átomos compartilham um par de elétrons, chama-se: (A) covalente. (B) metálica. (C) iônica. (D) dupla. (E) dativa. 14. (UFMG-2005) Nas figuras I e II, estão representados dois sólidos cristalinos, sem defeitos, que exibem dois tipos diferentes de ligação química:

5 Figura II Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que A) a Figura II corresponde a um sólido condutor de eletricidade. B) a Figura I corresponde a um sólido condutor de eletricidade. C) a Figura I corresponde a um material que, no estado líquido, é um isolante elétrico. D) a Figura II corresponde a um material que, no estado líquido, é um isolante elétrico. 15. (UFRN-1997) O cobre metálico é bastante utilizado na confecção de fios condutores de eletricidade. Baseado na propriedade de condutividade elétrica dos metais, pode-se afirmar, a respeito do fio de cobre, que: a) é constituído de íons metálicos positivos em posições ordenadas, com os elétrons de valência movimentandose em todo o fio. b) é constituído de moléculas. c) seus átomos estão unidos por ligações iônicas. d) as forças eletrostáticas que unem os átomos de cobre no fio são resultantes das interações dipolo-dipolo. e) as ligações nele existentes são covalentes. Pesquisar e escrever no seu caderno : FORÇAS (OU LIGAÇÕES) INTERMOLECULARES