Aula sobre ligações químicas

1. Disciplina: Química
Profª: Alda Ernestina
17/06/2015
1
Pré-Vestibular Samora Machel
Universidade Federal do Rio de Janeiro
Ligações Químicas

2. Por que os átomos se ligam?
Os átomos se estabilizam quando atingem a configuração
eletrônica de um gás nobre (8 elétrons na última camada)
Os gases nobres já são estáveis quando sozinhos e por esse
motivo não precisam se ligar a outros átomos
Mas e os átomos dos demais elementos, como fazem para adquirir
maior estabilidade?
2
10
18
36
54
86

3. Regra do octeto
Um átomo adquire estabilidade quando possui 8 elétrons na camada
de valência, ou seja, atinge a configuração eletrônica de um gás nobre
11Na = 1s2
2s2 2p6
3s1
Instável
10Ne = 1s2
2s2 2p6
Perde 1e-
Estável
O átomo de Na atinge o octeto após perder 1e- e iguala a configuração do neônio
17Cl = 1s2
2s2 2p6
3s2 3p5
Instável
18Ar = 1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
Ganha 1e-
Estável
Já o átomo de Cl, que tem 7e- de valência atinge o octeto após ganhar 1e-, atingindo
a configuração eletrônica do gás nobre argônio
H e He são exceções à regra do octeto pois se estabilizam com apenas 2e- de valência

4. Para atingir o octeto os átomos devem perder, ganhar ou compartilhar
elétrons combinando-se com outros átomos
O hidrogênio apesar de estar na família 1A COMPARTILHA seu elétron
Compartilha
Perde
1e- 2e- 3e-
4e-
Ganha
3e- 2e- 1e-

5. Ligações Químicas
Interatômicas
(intramolecular)
Iônica Covalente Metálica
Ligações Intermoleculares
Dipolo-dipolo
Ponte de hidrogênio
Dipolo induzido
Compostos
iônicos
Compostos
moleculares
Ligas
metálicas
Toda vez que dois ou mais átomos se
combinam, estabelece-se entre eles uma
ligação química, ou seja, uma força
responsável por mantê-los unidos

6. Ligações Químicas
Para atingir o octeto os átomos se combinam através das chamadas
ligações químicas
Tais ligações podem ser:
• Interatômicas – ocorre entre os átomos, mantendo-os unidos
• Intermoleculares – ocorre entre as moléculas, mantendo-as unidas
H H
O
Ligação química
entre os átomos
formando a molécula
de água
Ligação química entre
as moléculas de água
H
O
H O
O
H
H
HH

7. Ligações Interatômicas
São estabelecidas quando dois ou mais átomos combinam-se para
formar uma substância
Podem ser de três tipos diferentes:
• Iônica – envolve a transferência de elétrons entre os átomos,
formando os compostos iônicos
• Covalente – envolve o compartilhamento de elétrons entre os
átomos, formando as moléculas
• Metálica – envolve a dispersão de elétrons dos átomos de metais,
formando as ligas metálicas
Vale lembrar que independente do tipo da ligação, são somente os elétrons
de valência do átomo que participam da ligação

8. Ligação Iônica
Ocorre entre átomos de METAIS e AMETAIS ou METAIS e
HIDROGÊNIO
Envolve a transferência de elétrons e formação de íons
Ligações com forte atração eletrostática (atração entre os íons)
Produz íons
Originam os compostos iônicos
Na+ Cl-
O átomo de Na doa 1e- para o átomo de Cl
e ambos atingem a estabilidade
Composto iônico
A ligação iônica ocorre toda vez que um átomo com tendência a doar elétrons
(metal) combina-se com um átomo com tendência a ganhar elétrons (ametal)

9. Formação dos compostos iônicos
METAL + AMETAL
O átomo de K doa 1e-
para o átomo de Br
K+ Br -
Cátion Ânion
Composto
iônico
K ao perder 1e- origina o cátion K+
Br ao receber 1e- origina o ânion Br-
Os íons se unem e
formam o composto
iônico
Em uma ligação iônica temos:
Metal doando elétrons, originando um cátion
Ametal ganhando elétrons, originando um ânion
KBr
O número de elétrons doados deve ser igual a quantidade de elétrons recebidos

10. Formação dos compostos iônicos
2K+ O-2
Cátion Ânion
K2O
Um átomo de Al doa seus
3e- para três átomos de Cl
K ao perder 1e- origina
o cátion K+
São necessários
2 átomos de K para
estabilizar o átomo de O
Al+3 3Cl -
AlCl3
Al ao perder 3e- origina
o cátion Al+3
São necessários
3 átomos de Cl para
receber os elétrons
doados pelo Al
METAL + AMETAL
O átomo de oxigênio se
estabiliza quando ganha 2e-
São necessários então dois
átomos de K

11. Formação dos compostos iônicos
METAL + HIDROGÊNIO
A combinação entre o hidrogênio e um metal menos eletronegativo que ele,
se dá por ligação iônica também e forma compostos iônicos chamados
hidretos
Na+ H-
Cátion Ânion
NaH
Ao doar seu elétron o Na
origina o cátion Na+
O átomo de H ao receber
o elétron origina o ânion H-
Fórmula dos compostos iônicos
M+X A-Y MYAX
Exemplos
Ba+2 Cl-1
BaCl2
Al+3 O-2 Al2O3

12. Vamos praticar?
Indique os compostos iônicos formados a partir da ligação entre os seguintes
átomos:
Mg e Cl
Mg+2 2Cl -
MgCl2
Al e O
2Al+3 3O -2
Al2O3

13. Propriedades dos compostos iônicos
Á temperatura ambiente são sólidos cristalinos
Em um composto iônico, os íons se organizam em uma
estrutura cristalina rígida mas quebradiça
Apresentam altos pontos de fusão e ebulição
Nos compostos iônicos os íons estão unidos por uma força eletrostática muito forte
que provém da atração entre os cátions e ânions e para separar essas cargas são
Exigidas altíssimas temperaturas
NaCl
Ponto de fusão = 801 °C
Ponto de ebulição = 1413 °C

14. Propriedades dos compostos iônicos
São bons condutores de eletricidade quando líquidos (fundidos)
ou em solução aquosa (dissolvidos em água)
NaCl(s)
São muito solúveis em água
Não conduz
eletricidade
Na+ Cl-
Ótimo condutor
de eletricidade
801°C
Íons livres
Fusão
CaCl2 (s)
Não conduz
eletricidade
Ca+2
(aq) 2Cl-
(aq)
Ótimo condutor
de eletricidade
H2O
Dissolução
Os compostos iônicos apresentam alta solubilidade em água, ou seja, dissolvem-se
facilmente quando misturados com a água, formando as soluções iônicas
O soro fisiológico é uma solução iônica preparada
dissolvendo-se 9g de NaCl em 1 litro de água

15. Vamos praticar?

16. Ligação Covalente
Ocorre entre átomos de AMETAIS e AMETAIS ou AMETAIS e
HIDROGÊNIO
Envolve o compartilhamento de elétrons
Ligação fraca devido à repulsão dos elétrons
Produz moléculas
Originam os compostos moleculares

17. Formação dos compostos covalentes
AMETAL + AMETAL
O átomo de Cl tem 7e- de
valência e precisa de mais
1e- para atingir o octeto
O átomo de N tem 5e- de
valência e precisa de mais
3e- para atingir o octeto
Para atingir o octeto N e Cl
então compartilham 3
pares de elétrons
NCl3
Forma-se a molécula
de NCl3
Ambos são ametais
portanto nenhum tem
tendência em doar elétrons
A molécula de CO2 é
formada quando os átomos
de C e O compartilham 4
pares de elétrons molécula de CO2

18. Formação dos compostos covalentes
HIDROGÊNIO + AMETAL
O Hidrogênio estabiliza-se com 2e- na camada
de valência, desta forma cada H consegue
compartilhar apenas um par de elétrons
O átomo de H pode compartilhar seu elétrons com um ametal ou com ele mesmo
H2O
molécula
de água
Quando os átomos de H e O
compartilham 2 pares de elétrons,
produzem a molécula de água
Uma molécula de amônia (NH3) forma-se
quando os átomos de N e H compartilham
3 pares de elétrons
NH3
O hidrogênio pode combinar com ele
mesmo, formando a molécula de H2

19. Tipos de ligações covalentes
Em relação à quantidade de pares eletrônicos compartilhados entre os
mesmos átomos, as ligações covalentes são classificadas em:
Simples – quando apenas 1 par de elétrons é compartilhado
Dupla – quando 2 pares de elétrons são compartilhados
HCl H2O
CO2
Tripla – quando 3 pares de elétrons são compartilhados
N2
O2

20. Um caso especial de ligação covalente
Todos os exemplos de compostos covalentes que vimos até o momento
apresentam ligações covalente normal, em que o elétrons do par de
elétrons compartilhados provêm de cada um dos átomos ligantes
Ligação covalente normal
Mas há também um outro caso especial de ligação covalente, a ligação
covalente dativa (ou coordenada), em que o par de elétrons compartilhados
provêm de apenas um dos átomos que já está estável
O = S O
SO2
Ligação covalente dativa
Na fórmula estrutural a ligação covalente dativa é representada por uma seta
O3
O = O O
Ligação covalente dativa

21. Exemplos de compostos com ligação dativa
C O
Ligação dativa
O S O
Ligação dativa
HNO3
Ligação dativa

22. Representação dos compostos moleculares
Fórmula eletrônica (estrutura de Lewis)
Fórmula estrutural plana
H Cl
Apresenta os elétrons de
valência de cada átomo
da molécula
Cada par de elétrons compartilhado é
representado por um traço
C
H
HH
H O S O
HCl CH4
SO2

23. Algumas exceções à regra do octeto
Há compostos em que um dos átomos não obedece á regra do octeto e atingem a
estabilidade como menos ou mais de 8e- na camada de valência
BeH2
No BeH2 o átomo
de Be estabiliza com 4e-
BF3
No BF3 o átomo
de B estabiliza com 6e-
Casos de estabilidade com menos de 8e- na camada de valência
Casos de estabilidade com mais de 8e- na camada de valência
PCl5
No PCl5 o átomo
de P estabiliza com 10e-
SF6
No SF6 o átomo
de S estabiliza com 12e-

24. Propriedades dos compostos covalentes
Á temperatura ambiente ocorrem como sólidos, líquidos ou gases
O estado físico dos compostos moleculares depende das forças com que as
moléculas estão ligadas
Apresentam baixos pontos de fusão e ebulição
As forças intermoleculares que atuam sobre os compostos covalentes são muito mais
fracas que a atração eletrostática que ocorre nos compostos iônicos, por esse motivo
os compostos covalente apresentam pontos de fusão e ebulição mais baixos
Sacarose
C12H22O11
Ponto de fusão = 160 °C
Sólido Líquido Gasoso
Ponto de ebulição = 56 °C
Propanona
C3H8O

25. Propriedades dos compostos covalentes
São maus condutores de eletricidade
Geralmente são insolúveis em água, mas solúveis em solventes
orgânicos
C12H22O11 (s)
Não conduz
eletricidade
Não conduz
eletricidade
H2O
Dissolução
A maioria dos compostos covalentes apresentam baixa solubilidade em água, mas são
muito solúveis em solventes orgânicos
Os compostos covalentes são maus condutores de eletricidade, pois são formados
por moléculas e não por íons, desta forma não há corrente elétrica
C12H22O11 (aq)
Gasolina
C8H18
Naftaleno
C10H8

26. Ligação Metálica
Ocorre quando átomos de METAIS se combinam
Conhecida por “mar de elétrons”
Origina as ligas metálicas
Os metais são: bons condutores térmicos e de eletricidade e
apresentam altos pontos de fusão e ebulição
Os átomos dos metais a todo instante perdem seus elétrons e viram cátions,em
seguida capturam de volta o elétron e ficam neutro e assim sucessivamente. Os
elétrons perdidos deslocam-se livremente pela estrutura, por isso os metais são
excelentes condutores elétricos

27. Vamos praticar?