2. 10º
Formação de ligações químicas
2
1.1 Princípios gerais da ligação química
Dado que os átomos são formados por cargas elétricas positivas e
negativas, todas as ligações químicas são de natureza
eletrostática.
As ligações químicas formam-se porque os átomos tendem a
encontrar o estado mais estável, o que corresponde ao estado de
menor energia possível – Princípio da Energia Mínima.
Comparando a energia dos átomos antes e depois de ligados,
verifica-se que, quando estão separados têm energia mais elevada do
que depois de ligados.
3. 10º
Interações elétricas nos átomos e nas moléculas
3
1.1 Princípios gerais da ligação química
Num átomo há interações núcleo-eletrões e interações entre eletrões.
As forças de interação nas moléculas são de:
1. repulsão entre os núcleos (setas a azul);
2. repulsão entre os eletrões (setas a verde);
3. atração entre os núcleos e os eletrões (setas a vermelho).
4. 10º
Interações elétricas nos átomos e nas moléculas
4
1.1 Princípios gerais da ligação química
A energia de interação nos átomos e nas moléculas é uma energia
potencial.
As forças de atração eletrostática fazem baixar a energia
potencial de interação entre as cargas.
As forças de repulsão fazem aumentar a energia potencial de
interação entre as cargas.
As forças de interação atrativas entre cargas nas moléculas
conduzem a um estado de energia mínima.
Nas moléculas há um equilíbrio entre as forças de atração e as de
repulsão.
São as forças elétricas entre as partículas dos átomos que
levam à formação das ligações.
5. 10º
5
1.1 Princípios gerais da ligação química
O gráfico representa a variação da energia
potencial elétrica do conjunto de dois átomos
de hidrogénio à medida que a distância entre
ambos, r, diminui para formar a molécula de
hidrogénio, H2.
Neste caso os átomos estão suficientemente afastados (r → ∞)
para que a interação entre eles seja nula, ou seja, a energia
potencial elétrica do sistema constituído pelos dois átomos é zero.
Tal significa que a distância r tende para infinito.
Variação da energia potencial elétrica na formação de uma
ligação
6. 10º
6
1.1 Princípios gerais da ligação química
O gráfico representa a variação da energia
potencial elétrica do conjunto de dois átomos
de hidrogénio à medida que a distância entre
ambos, r, diminui para formar a molécula de
hidrogénio, H2.
Nesta situação dominam as forças atrativas sobre as forças
repulsivas, provocando a aproximação dos átomos. Esta aproximação
faz com que continue a deformação das nuvens eletrónicas dos dois
átomos, diminuindo a energia potencial elétrica do conjunto.
À medida que os átomos se aproximam,
as forças atrativas aumentam mais do
que as forças repulsivas – há
deformação das nuvens eletrónicas.
Variação da energia potencial elétrica na formação de uma
ligação
7. 10º
7
1.1 Princípios gerais da ligação química
O gráfico representa a variação da energia
potencial elétrica do conjunto de dois átomos
de hidrogénio à medida que a distância entre
ambos, r, diminui para formar a molécula de
hidrogénio, H2.
Quando os núcleos se situam à distância re, distância internuclear de
equilíbrio, também conhecida por comprimento de ligação, atinge-se
uma situação de equilíbrio entre as forças repulsivas e as forças atrativas.
re
−7,24 × 10−19
Esta situação corresponde ao estado de menor
energia possível para o conjunto dos dois
átomos, que assim atinge o máximo de
estabilidade, formando a molécula H2 sendo
que a energia potencial elétrica é mínima.
Variação da energia potencial elétrica na formação de uma
ligação
8. 10º
8
1.1 Princípios gerais da ligação química
O gráfico representa a variação da energia
potencial elétrica do conjunto de dois átomos
de hidrogénio à medida que a distância entre
ambos, r, diminui para formar a molécula de
hidrogénio, H2.
Se os núcleos se aproximam mais do que a distância re, as forças
repulsivas tornam-se mais intensas, aumentando a energia
potencial elétrica. O sistema torna-se então instável e os núcleos
afastam-se de novo.
Variação da energia potencial elétrica na formação de uma
ligação
9. 10º
9
1.1 Princípios gerais da ligação química
Variação da energia potencial elétrica na formação de uma
ligação
A energia de ligação é a energia que
se liberta quando se estabelece uma
ligação entre dois átomos. No caso de
uma molécula de hidrogénio teremos
Eligação = –7,24 × 10−19 J.
O valor numérico da energia de ligação é,
assim, igual ao da energia de
dissociação, sendo este valor positivo
que se considera para os valores de
energia de ligação.
H + H → H2 + 436 kJ mol−1
H2 + 436 kJ mol−1 → H + H
10. 10º
Atividade
10
Classifique em Verdadeira ou Falsa cada uma das afirmações seguintes.
A. Quando se estabelece uma nova ligação química existe um
equilíbrio entre as forças atrativas e repulsivas.
B. Quanto maior a energia potencial de uma molécula mais estável ela
se torna.
C. Os eletrões constituintes de uma molécula repelem-se entre si.
D. Numa molécula só há forças de atração.
E. À medida que dois átomos se aproximam para formar uma
molécula as forças atrativas aumentam mais que as forças
repulsivas.
1.1 Princípios gerais da ligação química
11. 10º
A. Quando se estabelece uma nova ligação química existe um
equilíbrio entre as forças atrativas e repulsivas.
B. Quanto maior a energia potencial de uma molécula mais estável ela
se torna.
C. Os eletrões constituintes de uma molécula repelem-se entre si.
D. Numa molécula só há forças de atração.
E. À medida que dois átomos se aproximam para formar uma
molécula as forças atrativas aumentam mais que as forças
repulsivas.
Falsa. Existem forças de atração e de repulsão numa molécula.
Atividade – Resolução
11
Classifique em Verdadeira ou Falsa cada uma das afirmações seguintes.
Verdadeira.
Falsa. Quanto menor a energia potencial maior a estabilidade da molécula.
Verdadeira.
Verdadeira.
1.1 Princípios gerais da ligação química
12. 10º
Em síntese
12
Ligação química: força de natureza eletrostática que mantêm
unidos os átomos, os iões ou as moléculas que formam as
substâncias.
Comprimento de ligação: distância internuclear de equilíbrio entre
os núcleos de dois átomos ligados.
Energia de ligação (ou de dissociação): energia absorvida para
quebrar uma ligação. Tem valor positivo.
1.1 Princípios gerais da ligação química
