O documento discute as diferentes ligações químicas entre átomos, incluindo ligação iônica entre metais e não-metais, ligação covalente entre não-metais baseada no compartilhamento de elétrons, e ligação metálica entre átomos de metais. As ligações químicas determinam as propriedades dos compostos químicos e materiais.

1. LIGAÇÕES QUÍMICAS EQUIPE: ANDREZA WELLINGTON HERALDO NICHOLAS ROGER

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. O gás hélio (He) O gás neônio (Ne) O gás argônio (Ar), O gás criptônio (Kr), O gás xenônio (Xe) 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).

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 radioactivo 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. 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. 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 primeiro gás com semicondutividade.

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

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. Cristal de cloreto de sódio 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

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

11. Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Na+ Na+ Na+ Na+ Cl- Na+ Na+ Na+ Na+ Cl- Cl- Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Ligação Iônica no NaCl Opostos se atraem. Sódios se acomodam entre cloros. formam-se cristais cúbicos perfeitos.

12. 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

13. 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 Há, no entanto, uma tênue linha divisória entre a ligação covalente e a iônica. Com relação à eletronegatividade dos elementos participantes, Linus Pauling estabeleceu que se a diferença de eletronegatividade(ΔE) for superior à 1,7, a ligação é iônica. No entanto, pode-se dizer que a ligação Carbono-Bromo (ΔE < 1,65) tem caráter levemente iônico.

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

15. (28 de Fevereiro de 1901, Portland, Estados Unidos da América – 19 de Agosto de 1994) Foi um químico quântico e bioquímico dos Estados Unidos da América. Também é reconhecido como cristalográfico, biólogo molecular e pesquisador médico. 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.

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

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

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

20. Ex: Molécula de Cl2

21. Elétrons de valência são os elétrons dos orbitais mais externos.

23. Tem uma grande faixa de energias de ligação => pontos de fusão

24. Energias da ordem de centenas de kJ/mol

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

28. Na molécula de etileno (C2H4), os carbonos compartilham dois pares de elétrons.

31. Forma-se com átomos de alta eletronegatividade

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

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

34. Esse tipo de ligação é comum em compostos orgânicos, por exemplo em materiais poliméricose diamante.Ex: metano (CH4)

36. Elétrons preferem O em relaçãoao H

37. Ligações de Hidrogênioformam-se entre O de umamolécula de água e o H de outra+ – O H + H – O H Ligações de Hidrogênio + + H +

40. Devidoàsligações de hidrogênio, a água resiste a mudanças de temperatura Água apresenta altos valores de Calorespecífico: calor necessário para mudar a temperatura Calor de Vaporização: calornecessário para converter líquido em gas

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

42. Água comosolvente Substâncias que se dissolvem em água = hidrofílicas Polares Iônicas Substâncias que são insolúveis em água = hidrofóbicas Não-polares

43. 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-

46. 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.

47. Ligação Metálica É a formação de nossos metais

48. 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 conseqüente 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 Eletrônicaou 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.

49. Nuvem eletrônica

51. Forma-se com átomos de baixa eletronegatividade (apresentam no máximo 3 elétrons de valência)

52. 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

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

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

55. Ex: Hg e W

56. Estes elétrons são compartilhados pelos átomos, formando uma nuvem eletrônica, responsável pela alta condutividade elétrica e térmica destes materiais. Elétrons de valência Átomo+elétrons das camadas mais internas

57. 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

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

59. - 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.

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

61. - 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.