Transcript Ligações Químicas - penseambientalmente.com

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA
CELSO SUCKOW DA FONSECA – CEFET/RJ
Ligação Química
Profs. Antonio Guerra/ Aline Monteiro
Departamento de Disciplinas Básicas e Gerais - DEPBG
Conceito de Ligação Química

Prof. Aline Monteiro/
Antonio Guerra – CEFET/RJ
Como ocorre?
Através das forças de atração eletrostáticas entre os átomos!

O que determina a forma?
A estrutura eletrônica dos átomos!
Localização na Tabela Periódica
Grupo e Período
Tipo de Ligação

Participam apenas
os elétrons de
valência
Número de Ligações
Definição
É a interação entre dois ou mais átomos, unidos pela redução da energia
potencial dos seus elétrons!
2
Estruturas de Lewis
2
13
14
Prof. Aline Monteiro/
Antonio Guerra – CEFET/RJ
Grupo:
1
15
16
17
18
Lewis:
X X X X X X X X
e¯ val.: 1
2
3
4
5
6
7
8
Ex: Li
Ca
Al
C
P
O
Cl
Xe
Regra do Octeto
Atkins, P. e Jones, L., Princípios
de Química. Questionando a Vida
Moderna e o Meio Ambiente. Trad.
Ignez Caracelli, et. al. Porto
Alegre: Bookman, 2001. 914p.
3
Tipos de Ligação
Prof. Aline Monteiro/
Antonio Guerra – CEFET/RJ
Metal

Iônica
Eletropositivo + Eletronegativo
Covalente
Eletronegativo + Eletronegativo
Modelos:



Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência (RPECV)
Teoria da Ligação de Valência (TLV)
Teoria do Orbital Molecular (TOM)
Metálica

Não-Metal
Eletropositivo + Eletropositivo
Outros Modelos:



Teoria das Bandas
Condutores
Interações Intermoleculares
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Ligação Iônica
3Li:
1s22s1
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Antonio Guerra – CEFET/RJ
Perde 1e¯
LiF
9F:
1s22s22p5

Li+: 1s2  [He]
Ganha 1e¯

F¯: 1s22s22p6  [Ne]
Atkins, P. e Jones, L., Princípios de Química. Questionando a Vida Moderna e o
Meio Ambiente. Trad. Ignez Caracelli, et. al. Porto Alegre: Bookman, 2001. 914p.
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Prof. Aline Monteiro/
Antonio Guerra – CEFET/RJ
Sólidos Iônicos

Estrutura Cristalina
NaCl
CsCl
Kotz, J.C. e Treichel, P., Chemistry and Chemical Reactivity, 4ed. New York: Saunders College Publishing, 1999. 1129p.
Atkins, P. e Jones, L., Princípios de Química. Questionando a Vida Moderna e o
Meio Ambiente. Trad. Ignez Caracelli, et. al. Porto Alegre: Bookman, 2001. 914p.
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Ligação Covalente
Prof. Aline Monteiro/
Antonio Guerra – CEFET/RJ
Atkins, P. e Jones, L., Princípios de Química. Questionando a Vida Moderna e o
Meio Ambiente. Trad. Ignez Caracelli, et. al. Porto Alegre: Bookman, 2001. 914p.
Kotz, J.C. e Treichel, P., Chemistry and Chemical Reactivity, 4ed.
New York: Saunders College Publishing, 1999. 1129p.
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Propriedades da Ligação Covalente

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Antonio Guerra – CEFET/RJ
Momento de Dipolo Elétrico ()
CO2
=0
Linear
BF3
=0
Trigonal plana
Atkins, P. e Jones, L., Princípios de Química. Questionando a Vida Moderna e o
Meio Ambiente. Trad. Ignez Caracelli, et. al. Porto Alegre: Bookman, 2001. 914p.
XeF4
=0
Quadrado plana
H2O
≠0
Angular
NH3
≠0
Piramidal
CH4
=0
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Tetraédrica
Exceções à Regra do Octeto

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Átomos que podem acomodar mais do que oito elétrons
na camada de valência


Sofrem a chamada expansão da camada de valência
Elementos a partir do 3o período
PCl5 – P: [Ne] 3s2 3p6 3d2 (10 elétrons na ligação)

Átomos com menos de quatro elétrons na camada de
valência
BF3 – B: [He] 2s2 2p1 (6 elétrons na ligação)

Átomos com número ímpar de elétrons na camada de
valência
NO – N: [He] 2s2 2p3 (7 elétrons na ligação)

Limitações



Geometria molecular
Cor dos compostos
Comportamento magnético
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Ligação Metálica

Teoria das Bandas



Banda de energia
Banda de valência
Banda de condução
11Na:
[Ne] 3s1
Brown, T.L., LeMay, H.E. e Bursten, B.E., Química – Ciência Central,
Trad. Horácio Macedo,7ed. Rio de Janeiro: LTC, 1999. 702p.
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Condutores Metálicos

Isolante
Não conduz eletricidade (vidro, diamante, borracha)

Condutor
Conduz eletricidade a temperatura ambiente (cobre, grafite, sódio)

Supercondutor
Apresenta resistência zero à corrente elétrica (cobre, grafite, sódio)

Semicondutor
Apresenta baixa conduividade elétrica a temperatura ambiente, que aumenta
com o aumento da temperatura (silício, germânio)
Tipo n
Tipo p
Junção p-n
Diodo
Russel, J.B., Química Geral. Trad. Divo L. Sanioto et. al. São
Paulo: McGraw-Hill do Brasil, 1981. 897p.
Atkins, P. e Jones, L., Princípios de Química.
Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente. Trad.
Ignez Caracelli, et. al. Porto Alegre: Bookman, 2001. 914p.
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Como funciona um semicondutor?


Na junção, elétrons livres
do material tipo-N
preenchem buracos do
material tipo-P. Isto cria
uma camada isolante no
meio do diodo, chamada
de zona vazia.

Quando o terminal negativo
do circuito é preso à camada
tipo-N e o terminal positivo é
preso à camada tipo-P,
elétrons e buracos começam
a se mover e a zona vazia
desaparece
Se tentar mover a corrente
no sentido oposto, nenhuma
corrente fluirá!!
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Forças Intermoleculares

Interação Dipolo-Dipolo
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(moléculas polares neutras)
(431 kJmol-1)
(16 kJmol-1)
Brown, T.L., LeMay, H.E. e Bursten, B.E., Química –
Ciência Central, Trad. Horácio Macedo,7ed. Rio de Janeiro:
LTC, 1999. 702p.


Força = ~1% covalente
Força diminui com 1/d3


As cargas do dipolo são parciais
A energia provoca um desalinhamento das
moléculas
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Forças Intermoleculares

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Antonio Guerra – CEFET/RJ
Interação Íon-Dipolo (íon x molecula polar neutra)
Brown, T.L., LeMay, H.E. e Bursten, B.E., Química – Ciência Central,
Trad. Horácio Macedo,7ed. Rio de Janeiro: LTC, 1999. 702p.
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Forças Intermoleculares

Forças de Dispersão de London
(moléculas apolares)
Dipolo Induzido
Dipolo
Instantâneo
Brown,
T.L.,
LeMay, H.E. e
Bursten, B.E.,
Química –
Ciência Central,
Trad. Horácio
Macedo,7ed. Rio
de Janeiro: LTC,
1999. 702p.
Polarizabilidade
Forma da molécula
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Forças Intermoleculares

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Ligação de Hidrogênio (moléculas polares com H−F, H−O e H−N)
Brown, T.L., LeMay, H.E. e Bursten, B.E., Química – Ciência Central,
Trad. Horácio Macedo,7ed. Rio de Janeiro: LTC, 1999. 702p.
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Forças Intermoleculares

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Identificando o tipo de ligação
Brown, T.L., LeMay, H.E. e Bursten, B.E., Química – Ciência Central, Trad. Horácio
Macedo,7ed. Rio de Janeiro: LTC, 1999. 702p.
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