Ligaesqumicas 110317141946-phpapp02

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Ligaesqumicas 110317141946-phpapp02

  1. 1. IntroduçãoAo longo do século XIX, enquanto se formulava a teoria atômica,sucederam-se com maior ou menor grau de acerto suposiçõessobre 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 combinaçõesquímicas obedecem ao princípio da atração entre cargas elétricasde sinais opostos.
  2. 2. Os átomos ligam-se paraadquirir maior estabilidadecom o mínimo de energia.
  3. 3. Gases Nobres (8A): são encontrados isoladamente porque sãoestáveis por natureza. O gás hélio (He) tem dois elétrons nacamada K. O neônio (Ne), argônio (Ar), criptônio(Kr), xenônio (Xe), radônio (Rn) e Ununóctio apresentamoito elétrons na camada de valência (que é a última camada).
  4. 4. Sendo que o radônio tem sido aplicado como fonte de radiação emcanceroterapia, oferecendo algumas vantagens sobre o rádio. Utiliza-setambém como indicador radioactivo para a detecção de fugas de gases ena medida da velocidade de escoamento de fluidos. Também é utilizadoem sismógrafos e como fonte de neutrons. O átomo de rádon é altamenteinstável. Todos os seus isótopos têm semi-vidas extremamente curtas eemitem radiação alfa, transformando-se em polónio. O rádon é formadona desintegração do rádio e, portanto, todos os minerais que contêm rádiotêm também rádon.
  5. 5. Ununóctio (do latim um, um, oito) é o nome provisório do elementoquímico superpesado sintético de número atômico 118 (118 prótons e118 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 propriedadesquímicas similares ao radônio. Por isso, também é conhecido pelo nomede eka-radônio. Provavelmente será o segundo elemento gasosoradioativo, e o primeiro gás com semicondutividade.
  6. 6. As ligações químicas podem ser classificadas em 3 categorias:E. Eletropositivo + E. Eletronegativo IônicaE. Eletronegativo + E. Eletronegativo CovalenteE. Eletropositivo + E. Eletropositivo Metálica
  7. 7. A ligação iônica ocorre entre metais e não metais e entre metaise hidrogênio. Num composto iônico, a quantidade de cargasnegativas e positivas é igual.A ligação entre o sódio (11Na) e o cloro (17Cl) é um exemplo característicode ligação iônica. Observe a distribuição dos elétrons em camadas para osdois elementos: Na 2 - 8 - 1 Cl 2 - 8 - 7
  8. 8. Carga positiva – – – – – – – – – – – + + +±±+ ±± ±+ ++± ± ±+ – – + +±±+ ±± ±+ ++± +± ±+ – elétron ± ± – – totalmente – – – – – – transferidosódio Íon sódio#e=2+8+1=#p #e = #p -1 – – – – – – – – – – – – – Carga negativa + – + – – +±±+ ±± ±+ ++± ± – – +±±+ ±± ±+ ++± – + ±+ ± +± ±+ ± – – – – – – – – – – – – – – – cloro – íon cloreto #e=2+8+7=#p #e = #p+1
  9. 9. Cl- Cl- Cl- Cl- Opostos se Na+ Na+ Na+ Na+ atraem. Cl- Cl- Cl- Cl- Na+ Na+- Na+- Na+- Cl Cl Cl Cl- Sódios se Cl- Cl- Cl- + Cl- + Na Na Na+ Na+ acomodam Na+ Na+- Na+- Na+- Cl Cl Cl Cl- entre cloros. Cl- Cl- Cl- + Cl- + Na+ Na+ Na Na Na+ NaCl- NaCl- Na+- + + Cl Cl- Na+ Na+ Na+ Na+ formam-se Cl- Cl- Cl- Cl- cristais cúbicos Na+ Na+ Na+ Na+ perfeitos.
  10. 10. Para o cloro interessa adicionar um elétron à sua últimacamada, completando a quantidade de oito elétrons nela. Ao sódiointeressa perder o elétron de sua camada M, assim a anterior passará a sera última, já possuindo a quantidade necessária de elétrons. Narepresentação da ligação, utilizamos somente os elétrons da últimacamada de cada átomo. A seta indica quem cede e quem recebe oelétron. Cada elétron cedido deve ser simbolizado por uma seta. Estarepresentação é conhecida por fórmula eletrônica ou de Lewis.Então:METAL + NÃO-METAL → LIGAÇÃO IÔNICA
  11. 11. Há, no entanto, uma tênue linha divisória entre a ligação covalente e aiônica. Com relação à eletronegatividade dos elementosparticipantes, Linus Pauling estabeleceu que se a diferença deeletronegatividade(ΔE) for superior à 1,7, a ligação é iônica. Noentanto, pode-se dizer que a ligação Carbono-Bromo (ΔE < 1,65) tem
  12. 12. É reconhecido como um dos quatromaiores cientistas da humanidade(Galileu, Newton e Einstein).
  13. 13. (28 de Fevereiro de 1901, Portland, Estados Unidos da América – 19 deAgosto de 1994)Foi um químico quântico e bioquímico dos Estados Unidos da América.Também é reconhecido como cristalográfico, biólogo molecular epesquisador médico.Pauling é amplamente reconhecido como um dos principais químicos doséculo XX. Foi pioneiro na aplicação da Mecânica Quântica emQuímica, e em 1954 foi galardoado com o Prêmio Nobel daQuímica pelo seu trabalho relativo à natureza das ligaçõesquímicas.
  14. 14. Habilidade que os elementos possuem de estabelecer ligações químicasElétrons de valência: elétrons mais externos do átomo e que participam das ligaçõesquímicas
  15. 15. Ocorre, em geral , entre átomos de não metais onde a diferença deeletronegatividade seja baixa.A ligação covalente e decorre docompartilhamento 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 cadaátomo envolvido, a ligação é dita covalente e normal ;- se o par de elét rons é cedido por apenas um dos átomosa ligação é dita covalente e dativa ou coordenada .
  16. 16. • Gerada pelo compartilhamento de elétrons de valência entre os átomos.  Ex: Molécula de Cl2  Elétrons de valência são os elétrons dos orbitais mais externos.• Um elétron de cada átomo é compartilhado com o outro, gerando uma camada completa para ambos. Cl - Cl
  17. 17. Ligação covalente (cont.) A ligação covalente é direcional e forma ângulos bem definidosTem uma grande faixa de energias de ligação => pontos de fusão • Energias da ordem de centenas de kJ/mol • Ex: Carbono na estrutura do diamante 3550 C • Ex: Bismuto 270 C
  18. 18. DIAMANTE GRAFITE Ligação forte Ligação fraca
  19. 19. Exemplo em polímeros• Etileno e Polietileno  Na molécula de etileno (C2H4), os carbonos compartilham dois pares de elétrons. Molécula de etileno A ligação covalente dupla pode se romper em duas simples permitindo a ligação com outros “meros” para formar uma longa molécula de polietileno. Mero de etileno Molécula de polietileno
  20. 20. Átomo de Oxigênio Átomo de Oxigênio Molécula de Oxigênio (O2)
  21. 21. Ligação Covalente(cont.) • Os elétrons de valência são compartilhados • Forma-se com átomos de alta eletronegatividade • A ligação covalente é direcional e forma ângulos bem definidos (apresenta um certo grau de ligação iônica)Ex: metano (CH4) • A ligação covalente é forte = 125-300 Kcal/mol • Esse tipo de ligação é comum em compostos orgânicos, por exemplo em materiais poliméricos e diamante. 24
  22. 22. • Moléculas deágua têm leveseparação decargas• Elétronspreferem O emrelação ao H• Ligações de +Hidrogênio – Oformam-se entre HO de uma + H –molécula de H O + Ligações de +água e o H de H Hidrogêniooutra +
  23. 23. • Tensão Superficial: concentração de ligações de hidrogênio na interface ar-água • Coesão: moleculas de água se associam entre si
  24. 24. • Ação de Capilaridade: movimento da água através de tubos por coesão e adesão • Adesão: moléculas de água se associam com outras moléculas ou superfícies
  25. 25. • Molhabilidade: movimento da água dentro de madeira ou gelatina por ação de capilaridade
  26. 26. Água apresenta altosvalores deCalor específico: calornecessário para mudara temperaturaCalor de Vaporização: calor necessário para converter líquido em gas
  27. 27. Gelo flutua !
  28. 28.  Substâncias que se dissolvem em água = hidrofílicas  Polares  Iônicas Substâncias que são insolúveis em água = hidrofóbicas  Não-polares
  29. 29. LigaçõesIônicas deNaCl têmcargas +/-Água temcargas +/-parciaisO tende ajuntar-seao Na+H tendea juntar-se ao Cl-
  30. 30. – + + Água íon hidroxido Íon hidrogênio Umas poucas moléculas de água naturalmente se dissociam em íons• Íon hidróxido é negativo e básico• íon hidrogênio é positivo e ácido
  31. 31. Suco de Lima Água Alvejante Limpa do mar Forno Suco de UrinaÁcidez do Cerveja Sangue Soda Limão Café AmôniaEstômago Água Barrilha 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Neutro pH+ = pOH– Ácidez Crescente Basicidade Crescente pH+ > pOH– pH+ < pOH– 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
  32. 32. Podemos concluir que:Ametal + Ametal → Ligação Covalente → Substância molecular → Sólido ou Líquido ou GásAnalogamente, podemos dizer que, para atingir o octeto, os ametais dogrupo 6A(16) devem compartilhar dois pares de elétrons; os do grupo5A(15), três pares; e os do 4A(14), quatro pares.
  33. 33. Ligação Metálica É a formação de nossos metais
  34. 34. Ligação metálica é a ligação entre metais e metais. Formam as chamadas ligas metálicasque são cada vez mais importantes para o nosso dia-a-dia.No estado sólido, os metais se agrupam de forma geometricamente ordenados formandoas células, ou grades ou retículo cristalino.Uma amostra de metal é constituída por um grande número de células unitáriasformadas por cátions desse metal.Na ligação entre átomos de um elemento metálico ocorre liberação parcial dos elétronsmais externos, com a conseqüente formação de cátions, que formam as células unitárias.Esses cátions têm suas cargas estabilizadas pelos elétrons que foram liberados e queficam envolvendo a estrutura como uma nuvem eletrônica. São dotados de um certomovimento e, por isso, chamados de elétrons livres.Essa movimentação dos elétrons livres explica por que os metais são bons condutoreselétricos e térmicos.A consideração de que a corrente elétrica é um fluxo de elétrons levou à criação daTeoria 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 elétronsfuncionaria como a ligação metálica, que mantém os átomos unidos.
  35. 35. Nos metais, existe uma grande quantidade de elétrons quase livres, oselétrons de condução, que não estão presos a nenhum átomo em particular.Estes elétrons são compartilhadospelos átomos, formando uma nuvemeletrônica, responsável pela altacondutividade elétrica e térmicadestes materiais. Elétrons de valência Átomo+elétrons das camadas mais internas Pompeu 39
  36. 36. São estas ligações e suas estruturas que os metais apresentam uma série depropriedades bem características, como por exemplo, o brilho metálico, a condutividadeelétrica, o alto ponto de fusão e ebulição, a maleabilidade, a ductilidade, a altadensidade e a resistência á tração.As ligas metálicas são a união de dois ou mais metais. Às vezes com não-metais emetais. As ligas têm mais aplicação do que os metais puros.Algumas ligas:- bronze (cobre + estanho) – usado em estátuas, sinos
  37. 37. - aço comum (ferro + 0,1 a 0,8% de carbono) – com maiorresistência à tração, é usado em construção, pontes, fogões,geladeiras.
  38. 38. - 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 vagõesde metrô, fogões, pias e talheres.
  39. 39. - latão (cobre + zinco) – usado em armas e torneiras.
  40. 40. - ouro / em jóias (75% de ouro ou prata + 25% de cobre) – usado parafabricação de jóias. Utiliza-se 25% de cobre para o ouro 18K. E o ouro24K 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.

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