Ligações Químicas

LIGAÇÕESQUÍMICAS
Prof . Mateus Andrade
A grande diversidade de subst ânc ias
ex ist ent es indic a que os diferent es
át om os podem c om binar-se form ando
m oléc ulas ou aglom erados iônic os,
at ravés de ligaç ões quím ic as.
As ligaç ões, por sua vez, são dec orrent es
dos seguint es fat ores:
1. at raç ões elet rost át ic as;
2. t endênc ia de form aç ão de pares
elet rônic os.

As ligaç ões podem se divididas em dois grupos
1. Int erat ôm ic as:
- iônic as
- m et álic as
- c ovalent es
2. Int erm olec ulares:
- pont es de H
- forç as VDW
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Ligaç ões
Int erat ôm ic as
LIGAÇÕESQUÍMICAS
Iônic a
Met álic a
Covalent e

Ligaç ão iônic a
Oc orre ent re um c át ion e um ânion
sendo o result ado de at raç ão
elet rost át ic a (lei de Coulom b).
Port ant o, t al ligaç ão oc orrerá ent re
elem ent os m uit o elet roposit ivos (m et ais
alc alino e alc alino-t errosos) e elem ent os
m uit o elet ronegat ivos (c alc ogênios e
halogênios), princ ipalm ent e.
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Carac t eríst ic as dos c om post os iônic os
1. Todos são sólidos c rist alinos, à T am bient e;
2. Apresent am alt o Pont o de Fusão e Ebuliç ão,
o que indic a um a int ensa (fort e) ligaç ão;
3. O c arát er iônic o aum ent a c om a diferenç a
de elet ronegat ividade ent re os elem ent os;
4. Não c onduzem c orrent e elét ric a no est ado
sólido m as c onduzem em soluç ão aquosa e
quando fundidos;
5. Os íons obedec em ao m odelo do oc t et o.
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Um ex em plo t ípic o de c om post o iônic o:NaCl
Cada íon assum e c onfiguraç ão
elet rônic a de gás nobre
(m odelo do oc t et o).
Crist al c úbic o
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Ligaç ão m et álic a
Oc orre ent re át om os de m et ais
iguais ou m et ais diferent es (ligas).
A part ir de propriedades dos m et ais
propõe-se um m odelo para a ligaç ão:
1.bons c ondut ores de c orrent e (indic a elét rons
sem i-livres).
2.sólidos c rist alinos em t em perat ura am bient e,
c om alt o Pont o de Fusão (indic a fort e ligaç ão);
3.em geral apresent am 1 ou 2 elét rons na
c am ada de valênc ia (n s1 ou n s2).
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Ex em plos de m et ais e c onfiguraç ões
LIGAÇÕESQUÍMICAS
Na (Z = 11): 2 - 8 - 3 s1
Fe (Z = 26): 2 - 8 - 14 - 4 s2
Cu (Z = 29): 2 - 8 - 18 - 4 s1
O át om o m et álic o pode ser c onsiderado c om o
sendo um “ c át ion” envolvido por elét rons ns1
ou ns2 que form am um orbit al de
c om part ilham ent o “ gigant e” , responsável pela
adesão dos át om os e just ific ando a alt a
c onduç ão de c orrent e elét ric a, sob um a
diferenç a de pot enc ial (ddp).

Modelo de ligaç ão m et álic a
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A estrutura é
cristalina
semelhante aos
compostos
iônicos
Os elétrons ns1 e
ns2 externos são
responsáveis
pela ligação e
condução de
corrente.

Ligaç ão c ovalent e ou m olec ular
Oc orre, em geral, ent re át om os de
não m et ais onde a diferenç a de
elet ronegat ividade seja baix a.
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A ligaç ão c ovalent e dec orre do
c om part ilham ent o de pares de elét rons,
c om spins opost os ou ant i-paralelos,
form ando m oléc ulas.
- se o par de elét rons é c onst it uído por um elét ron de c ada
át om o envolvido, a ligaç ão é dit a c ovalent e norm al;
- se o par de elét rons é c edido por apenas um dos át om os
a ligaç ão é dit a c ovalent e dat iva ou c oordenada.

Ex em plos (fórm ulas de Lew is)
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1 - Moléc ula de hidrogênio
covalente normal
2 - Moléc ula de c loro
covalente normal

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3 - Moléc ula de ox igênio
2 covalentes normais
4 - Moléc ula de nit rogênio

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5 - Moléc ula de ác ido c lorídric o
1 covalente normal
6 - Moléc ula de gás c arbônic o

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8 - t rióx ido de enx ofre
7 - dióx ido de enx ofre
ligaç ão dat iva

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9 - ânion sulfat o (SO4
-2)
dat iva
norm al

Geom et ria m olec ular
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A orient aç ão espac ial das m oléc ulas, em
relaç ão aos seus át om os e respec t ivas
ligaç ões c ham am os de geom et ria m olec ular.
A disposiç ão das ligaç ões pode ser ex plic ada
por vários m odelos t eóric os, não
c ont radit órios ent re si sendo a de m ais fác il
c om preensão a Teoria da Repulsão dos Pares
Elet rônic os da Cam ada de Valênc ia (TRPECV)
propost a por R. Gillespie (1963).

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Segundo a TRPECV:
“ao redor do át om o c ent ral, os pares
elet rônic os ligant es ou não-ligant es se
repelem , t endendo a fic ar o m ais afast ado
possível”.
w pares ligant es = part ic ipam das ligaç ões
w pares não-ligant es = não part ic ipam das ligaç ões
par elet rônic o = ligaç ão sim ples, dupla, t ripla,
c oordenada ou par não usado (não-ligant e).

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Seqüênc ia de passos na aplic aç ão da TRPECV:
1. esc reva a fórm ula da subst ânc ia e c ont e
os pares elet rônic os ao redor do át om o
c ent ral;
2. esc olha a disposiç ão geom ét ric a que
dist ribua esses pares de m odo a fic arem o
m ais afast ados possível (usando as form as
básic as).

Form as básic as
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Ex em plo (1)
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Qual a geom et ria da m oléc ula BH3 ?
A m oléc ula BH3 apresent a:
3 pares de ligaç ão
Considerando-
se o m aior
afast am ent o
possível ent re
os 3 pares a
geom et ria será
t rigonal planar.

Ex em plo (2)
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Qual a geom et ria da m oléc ula NH3 ?
A m oléc ula NH3 apresent a:
3 pares de ligaç ão
1 par não-ligant e
Considerando-se o
m aior
afast am ent o
possível ent re os
4 pares a
geom et ria será
piram idal.

Polaridade de ligaç ões e m oléc ulas
LIGAÇÕESQUÍMICAS
Quando um a ligaç ão oc orre ent re át om os
iguais o par elet rônic o será c om part ilhado de
m odo igual pelos dois át om os.
Um a ligaç ão desse t ipo é c ham ada APOLAR.
Ex em plo: m oléc ula H2
O par de elét rons se
loc aliza de form a
sim ét ric a ent re os
dois át om os

Quando há diferenç a de elet ronegat ividade
ent re os át om os, o par elet rônic o da ligaç ão
se loc aliza m ais próx im o do át om o m ais
elet ronegat ivo, originando um a ligaç ão
c ham ada POLAR.
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O polo negat ivo est ará loc alizado próx im o ao
át om o m ais elet ronegat ivo e o polo posit ivo
próx im o ao át om o m ais elet roposit ivo.
Quant o m aior for a diferenç a de
elet ronegat ividade ent re os át om os,
m ais polarizada será a ligaç ão

Assim , a ligaç ão
H - F
será m ais polarizada do que a ligaç ão
H - Cl
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d+ d-
H F
A polarizaç ão de um a ligaç ão é sim bolizada por um vet or
( ) c ham ado m om ent o dipolar ( ) c ujo m ódulo é
proporc ional à diferenç a de elet ronegat ividade e c ujo
sent ido é do polo posit ivo para o negat ivo.

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Se a m oléc ula apresent a m ais de um a ligaç ão
polar a polaridade da m oléc ula será obt ida a
part ir da disposiç ão espac ial das ligaç ões
polares ex ist ent es, c om base na geom et ria
m olec ular e som at ório dos vet ores m om ent os
dipolares das ligaç ões.
* m oléc ulas sim ét ric as APOLARES (R = 0)
* m oléc ulas assim ét ric as POLARES (R ž 0)

Moléc ula H2O
(assim ét ric a e polar)
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Ex em plos
Moléc ula CO2
(sim ét ric a e apolar)

Ligaç ões
Int erm olec ulares
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Pont es de H
Forç as VDW

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Pont es de H
São ligaç ões que oc orrem em subst ânc ias
no est ado líquido ou sólido, nas quais o
át om o de H est á ligado a um át om o m uit o
elet ronegat ivo (F, O ou N).
A ligaç ão dec orre da at raç ão elet rost át ic a
ent re o polo posit ivo (loc alizado no H) e o
polo negat ivo (loc alizado no F, O ou N).
Essas ligaç ões just ific am propriedades
anorm ais de c ert as subst ânc ias (alt o pont o
de ebuliç ão, elevada t ensão superfic ial,...)

LIGAÇÕESQUÍMICAS
Ex em plos
Pont es de H ent re m oléc ulas H - F
Nest e c aso a
pont e de H oc orre
m esm o no est ado
gasoso, sendo
responsável pelo
baix o grau de
ionizaç ão desse
ác ido, c om parado
c om os dem ais
halogenídric os.

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Ex em plos
Pont es de H ent re m oléc ulas H2O
No est ado gasoso não há pont es de H em funç ão da
elevada agit aç ão m olec ular, que dific ult a a int eraç ão.

LIGAÇÕESQUÍMICAS
Ex em plos
No est ado líquido as m oléc ulas assoc iam -se em grupos
de 3 à 4, just ific ando a alt a t ensão superfic ial da água.

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Ex em plos
No est ado sólido as m oléc ulas assoc iam -se em grupos
de 6 à 8 form ando est rut uras hex agonais, c om grandes
espaç os vazios, o que ex plic a a dilat aç ão do gelo.

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Ex em plos
Out ro m odelo para o gelo

LIGAÇÕESQUÍMICAS
Ex em plos
Solubilidade do et anol em água
O et anol é t ot alm ent e m isc ível em água em funç ão das
pont es de H que oc orrem ent re a hidrox ila do álc ool e as
m oléc ulas H2O.

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Forç as de Van Der Waals (VDW)
São ligaç ões frac as que oc orrem ent re
m oléc ulas polares e/ou apolares, em
subst ânc ias que se enc ont ram no est ado
líquido ou sólido. São de t rês t ipos
a) dipolo perm anent e - dipolo perm anent e
b) dipolo perm anent e - dipolo induzido
c ) dipolo inst ant âneo - dipolo induzido
(est as últ im as são t am bém c ham adas forç as de London)

LIGAÇÕESQUÍMICAS
(dipolo perm anent e - dipolo perm anent e)
Oc orrem ent re m oléc ulas polares, pela
at raç ão ent re os polos de c argas opost as.
Ex em plo:
at raç ões ent re
m et anol e
t ric lorom et ano.

LIGAÇÕESQUÍMICAS
Oc orrem ent re um a m oléc ula polar (dipolo
perm anent e) e out ra apolar (dipolo induzido).
(dipolo perm anent e - dipolo induzido)
A m oléc ula de
propanol (polar)
induz um dipolo
na m oléc ula de
hex ano (apolar).

LIGAÇÕESQUÍMICAS
Oc orrem ent re
m oléc ulas apolares
pela form aç ão de um
dipolo inst ant âneo
num a m oléc ula, que
induz dipolos em
m oléc ulas vizinhas. O
dipolo inst ant âneo
form a-se pela
m obilidade nat ural dos
elét rons.
(dipolo inst ant âneo - dipolo induzido)
At raç ão ent re m oléc ulas
de alc anos.

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Pont es de H versus FVDW
Pontes de H são forças mais intensas que FVDW. Por isso o Ponto de Ebulição
de substâncias onde há ponte de H é superior às que apresentam FVDW.

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