1. LIGAÇÕES QUÍMICAS

2. Introdução Ao longo do século XIX, enquanto se formulava a teoria atômica, sucederam-se com maior ou menor grau de acerto suposições sobre a natureza das forças que mantêm unidos os átomos nos compostos químicos. Uma das hipóteses mais aceitas foi a de Berzelius, segundo a qual as combinações químicas obedecem ao princípio da atração entre cargas elétricas de sinais opostos.

3. Os átomos ligam-se para adquirir maior estabilidade com o mínimo de energia.

4. Gases Nobres (8A): são encontrados isoladamente porque são estáveis por natureza. O gás hélio (He) tem dois elétrons na camada K. O neônio (Ne), argônio (Ar) , criptônio (Kr), xenônio (Xe), radônio (Rn) e Ununóctio apresentam oito elétrons na camada de valência (que é a última camada). O gás hélio (He) O gás neônio (Ne) O gás argônio (Ar), O gás criptônio (Kr), O gás xenônio (Xe)

5. Sendo que o radônio tem sido aplicado como fonte de radiação em canceroterapia, oferecendo algumas vantagens sobre o rádio. Utiliza-se também como indicador radioativo para a detecção de fugas de gases e na medida da velocidade de escoamento de fluidos. Também é utilizado em sismógrafos e como fonte de neutrons. O átomo de rádon é altamente instável. Todos os seus isótopos têm semi-vidas extremamente curtas e emitem radiação alfa, transformando-se em polónio. O rádon é formado na desintegração do rádio e, portanto, todos os minerais que contêm rádio têm também rádon.

6. Pela posição na tabela periódica, a previsão é que apresente propriedades químicas similares ao radônio. Por isso, também é conhecido pelo nome de eka-radônio. Provavelmente será o segundo elemento gasoso radioativo, e o prim eiro gás com semicondutividade. Ununóctio (do latim um, um, oito) é o nome provisório do elemento químico superpesado sintético de número atômico 118 (118 prótons e 118 elétrons). Seu símbolo químico provisório e Ocupa o grupo 18 (VIIIA ou 0) da tabela periódica juntamente com os gases nobres.

7. E. Eletropositivo + E. Eletronegativo Iônica E. Eletronegativo + E. Eletronegativo Covalente E. Eletropositivo + E. Eletropositivo Metálica As ligações químicas podem ser classificadas em 3 categorias:

8. Ligação Iônica

9. A ligação iônica ocorre entre metais e não metais e entre metais e hidrogênio. Num composto iônico, a quantidade de cargas negativas e positivas é igual. A ligação entre o sódio (11Na) e o cloro (17Cl) é um exemplo característico de ligação iônica. Observe a distribuição dos elétrons em camadas para os dois elementos: Na 2 - 8 - 1 Cl 2 - 8 - 7 Cristal de cloreto de sódio

10. Ligação Iônica no NaCl Íon sódio #e = #p -1 íon cloreto #e = #p+1 Carga negativa Carga positiva ± + – ± + ± + ± + ± + ± + ± + ± + – – – – – – ± + – – – ± + – ± + ± + ± + ± + ± + ± + ± + – – – – – – ± + – – – – – – – – – – ± + – ± + ± + ± + ± + ± + ± + ± + – – – – – – ± + – – – – sódio #e=2+8+1=#p ± + – ± + ± + ± + ± + ± + ± + ± + – – – – – – ± + – – – – – – – – – – cloro #e=2+8+7=#p – – elétron totalmente transferido

12. Sódios se acomodam entre cloros.

13. formam-se cristais cúbicos perfeitos. Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+

14. Para o cloro interessa adicionar um elétron à sua última camada, completando a quantidade de oito elétrons nela. Ao sódio interessa perder o elétron de sua camada M, assim a anterior passará a ser a última, já possuindo a quantidade necessária de elétrons. Na representação da ligação, utilizamos somente os elétrons da última camada de cada átomo. A seta indica quem cede e quem recebe o elétron. Cada elétron cedido deve ser simbolizado por uma seta. Esta representação é conhecida por fórmula eletrônica ou de Lewis. Então: METAL + NÃO-METAL -> LIGAÇÃO IÔNICA

15. Se os íons já estão formados e eletronicamente estáveis, haverá assim uma interação eletrostática, mais conhecida como ligação iônica. Esse fenômeno químico acontece obedecendo à regra: cargas com sinais opostos se atraem. Veja a equação: Ca²+ + CO3²- -> CaCO3

16. É reconhecido como um dos quatro maiores cientistas da humanidade (Galileu, Newton e Einstein).

17. Pauling é amplamente reconhecido como um dos principais químicos do século XX. Foi pioneiro na aplicação da Mecânica Quântica em Química, e em 1954 foi galardoado com o Prêmio Nobel da Química pelo seu trabalho relativo à natureza das ligações químicas.

18. Ligação covalente ou moleculares Substâncias covalentes: formado entre não-metais

19. Habilidade que os elementos possuem de estabelecer ligações químicas VALÊNCIA Elétrons de valência: elétrons mais externos do átomo e que participam das ligações químicas

20. Ocorre, em geral , entre átomos de não metais onde a diferença de eletronegatividade seja baixa. A ligação covalente decorre do compartilhamento de pares de elétrons, com spins oposto os ou Anti –paralelos, formando moléculas. - se o par de elétrons é constituído por um elétron de cada átomo envolvido, a ligação é dita covalente e normal ; - se o par de elétrons é cedido por apenas um dos átomos a ligação é dita covalente e dativa ou coordenada .

23. Ex: Carbono na estrutura do diamante  3550°C

24. Ex: Bismuto  270°C

25. DIAMANTE GRAFITE Ligação forte Ligação fraca

26. Ligação covalente Molécula de Oxigênio (O2) Átomo de Oxigênio Átomo de Oxigênio

28. Forma-se com átomos de alta eletronegatividade

29. A ligação covalente é direcional e forma ângulos bem definidos (apresenta um certo grau de ligação iônica)

30. A ligação covalente é forte = 125-300 Kcal/mol

31. Esse tipo de ligação é comum em compostos orgânicos, por exemplo em materiais poliméricos e diamante. Ex: metano (CH4) Ligação Covalente(cont.)

36. Devido às ligações de hidrogênio, a água resiste a mudanças de temperatura Água apresenta altos valores de Calor específico : calor necessário para mudar a temperatura Calor de Vaporização : calor necessário para converter líquido em gas

37. Devido às ligações de hidrogênio, a densidade diminui sob congelamento Gelo flutua !

39. Iônicas

40. NaCl dissolve em Água Ligações Iônicas de NaCl têm cargas +/- Água tem cargas +/- parciais O tende a juntar-se ao Na+ H tende a juntar-se ao Cl-

42. A escala de pH Neutro pH+ = pOH– Ácidez Crescente pH+ > pOH– Basicidade Crescente pH+ < pOH– 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Suco de Limão Suco de Lima Ácidez do Estômago Cerveja Café Urina Água Sangue Água do mar Soda Barrilha Alvejante Amônia Limpa Forno 100 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 10-13 10-14 10-14 10-13 10-12 10-11 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100

43. Podemos concluir que: Ametal + Ametal -> Ligação Covalente -> Substância molecular -> Sólido ou Líquido ou Gás Analogamente, podemos dizer que, para atingir o octeto , os ametais do grupo 6A(16) devem compartilhar dois pares de elétrons; os do grupo 5A(15), três pares; e os do 4A(14), quatro pares. Podemos concluir que: Ametal + Ametal -> Ligação Covalente -> Substância molecular -> Sólido ou Líquido ou Gás Analogamente, podemos dizer que, para atingir o octeto , os ametais do grupo 6A(16) devem compartilhar dois pares de elétrons; os do grupo 5A(15), três pares; e os do 4A(14), quatro pares.

44. Ligação Metálica É a formação de nossos metais

45. Ligação metálica é a ligação entre metais e metais. Formam as chamadas ligas metálicas que são cada vez mais importantes para o nosso dia-a-dia. No estado sólido, os metais se agrupam de forma geometricamente ordenados formando as células, ou grades ou retículo cristalino. Uma amostra de metal é constituída por um grande número de células unitárias formadas por cátions desse metal. Na ligação entre átomos de um elemento metálico ocorre liberação parcial dos elétrons mais externos, com a consequente formação de cátions, que formam as células unitárias. Esses cátions têm suas cargas estabilizadas pelos elétrons que foram liberados e que ficam envolvendo a estrutura como uma nuvem eletrônica. São dotados de um certo movimento e, por isso, chamados de elétrons livres . Essa movimentação dos elétrons livres explica por que os metais são bons condutores elétricos e térmicos. A consideração de que a corrente elétrica é um fluxo de elétrons levou à criação da Teoria da Nuvem Eletrônica ou Teoria do “Mar” de elétrons. Pode-se dizer que o metal seria um aglomerado de átomos neutros e cátions, mergulhados numa nuvem ou “mar” de elétrons livres. Esta nuvem de elétrons funcionaria como a ligação metálica, que mantém os átomos unidos.

46. Nuvem eletrônica

48. Então, os elétrons de valência são divididos com todos os átomos (não estão ligados a nenhum átomo em particular) e assim eles estão livres para conduzir

49. A ligação metálica não é direcional porque os elétrons livres protegem o átomo carregado positivamente das forças repulsivas eletrostáticas

50. A ligação metálica é geralmente forte (um pouco menos que a iônica e covalente)= 20-200 Kcal/mol

52. São estas ligações e suas estruturas que os metais apresentam uma série de propriedades bem características, como por exemplo, o brilho metálico, a condutividade elétrica, o alto ponto de fusão e ebulição, a maleabilidade, a ductilidade, a alta densidade e a resistência á tração. As ligas metálicas são a união de dois ou mais metais. Às vezes com não-metais e metais. As ligas têm mais aplicação do que os metais puros. Algumas ligas: - bronze (cobre + estanho) – usado em estátuas, sinos

53. - aço comum (ferro + 0,1 a 0,8% de carbono) – com maior resistência à tração, é usado em construção, pontes, fogões, geladeiras.

54. - aço inoxidável (ferro + 0,1 de carbono + 18% de cromo + 8% de níquel) – não enferruja (diferente do ferro e do aço comum), é usado em vagões de metrô, fogões, pias e talheres.

55. - latão (cobre + zinco) – usado em armas e torneiras.

56. - ouro / em jóias (75% de ouro ou prata + 25% de cobre) – usado para fabricação de jóias. Utiliza-se 25% de cobre para o ouro 18K. E o ouro 24K é considerado ouro puro. As substâncias metálicas são representadas graficamente pelo símbolo do elemento: Exemplo: Fe, Cu, Na, Ag, Au, Ca, Hg, Mg, Cs, Li.