LIGAÇÕES QUÍMICAS

Arranjos Atômicos

Professora Ana Cristina Félix V. Dias

INTRODUÇÃO

As ligações químicas tem forte influênciasobre diversas propriedades dosmateriais;

Os elétrons de valência (do último nível)são os que participam das ligaçõesquímicas;

Os átomos buscam a configuração maisestável dos gases nobres (com 2 ou 8elétrons)

Dependendo da energia envolvida naligação elas podem ser divididas em

Fortes Fracas

TIPOS DE LIGAÇÕES

Ligações fortes (intramoleculares)

Iônicas

Covalentes

Metálicas

Ligações fracas (intermoleculares)

Van der waals

Ligações dipolo-dipolo

Pontes de hidrogênio

REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DOS ESTADOS

DE ENERGIA PREENCHIDOS PARA UM ÁTOMO DE

SÓDIO

Nuvem

eletrônica

(a) A dependência líquida das

forças repulsiva, atrativa e

líquida na separação

interatômica para dois

átomos isolados.

(b) A dependência líquida das

energias potenciais

repulsivas, atrativas na

separação de dois átomos

isolados.

LIGAÇÃO IÔNICA

Elétron capturado

Atração

eletrostática

Aproximação dos

íons.

REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA

LIGAÇÃO IÔNICA PARA O NΑCL

Resulta da atração mútua

entre íons positivos e

negativos

REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA LIGAÇÃO

COVALENTE EM UMA MOLÉCULA DE METANO.

Os átomos atingem a

configuração estável

compartilhando elétrons

com um átomo

adjacente

A LIGAÇÃO COVALENTE É DIRECIONAL, OU

SEJA MANTÉM UM ÂNGULO ENTRE AS

LIGAÇÕES

UNIÃO DE DOIS ÁTOMOS DE SÓDIO POR MEIO DA

LIGAÇÃO METÁLICA

ILUSTRAÇÃO ESQUEMÁTICA DA

LIGAÇÃO METÁLICA

Estrutura formada por

íons positivos e

elétrons livres de

valência que formam

uma “nuvem

eletrônica” que circula

livremente entre os

íons positivos

PROPRIEDADES ASSOCIADAS AS

LIGAÇÕES METÁLICAS

Alta condutividade elétrica e térmica: oselétrons podem se mover em presença deuma f.e.m. (força eletromagnética) ou deum gradiente de temperatura.

Permitem grande deformação plástica poisas ligações são móveis ou seja não sãorígidas como as iônicas e as covalentes.

Possuem o brilho metálico, como oselétrons são muito móveis trocam de nívelenergético com facilidade emitindo fótons.

São sempre opacos: pela mesma razãoacima mas nesse caso absorvendo a luzincidente.

REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DE

UMA MOLÉCULA POLAR

Dipolos elétricos

ocorrem quando os

centros das cargas

positivas não

coincidem com o

centro das cargas

negativas em uma

molécula.

ILUSTRAÇÃO ESQUEMÁTICA DA

LIGAÇÃO DE VAN DER WAALS

São ligações secundárias

fracas que estão

relacionadas a atração de

dipolos elétricos

REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA LIGAÇÃO

DE VAN DER WAALS PARA O ÁCIDO

FLUORÍDRICO

LIGAÇÕES POR DIPOLOS INDUZIDOS

EXPANSÃO DA ÁGUA NO ESTADO SÓLIDO

LIGAÇÕES QUÍMICAS EM RELAÇÃO AOS TIPOS DE

MATERIAIS

INFLUÊNCIA DA ENERGIA DA LIGAÇÃO EM

ALGUMAS PROPRIEDADES DOS MATERIAIS

Quanto maior a energia envolvida na ligação química há uma tendência de:

Maior ser o ponto de fusão do composto;

Maior a resistência mecânica;

Maior a dureza;

Maior o módulo de elasticidade;

Maior a estabilidade química;

Menor a dilatação térmica.

Energias de Ligação e Temperaturas de Fusão para várias substâncias

QUADRO COMPARATIVO DOS TIPOS DE LIGAÇÃO

INTRAMOLECULARLigação metálica Ligação Iônica Ligação Covalente

Polar Apolar

Partículas

formadoras

Átomos e cátions Íons Moléculas Moléculas

Atração entre as

partículas

Pelos elétrons livres Eletrostática Dipolo-dipolo ou de

hidrogênio

Van der Waals

(London)

Estado físico Sólidos (exceção comum,

mercúrio)

Sólido Líquido (ou sólido

quanto tem moléculas

grandes

Gasosos (ou

líquidos quando

tem moléculas

grandes

p.f. e p. e. Em geral, altos Em geral, altos Baixos Muito baixos

Condutividade

elétrica

Alta (no estado sólido e

líquido), sem alteração da

substância

Alta (fundidos ou

em solução), com

decomposição de

substância

(eletrólise)

Praticamente nula

quando pura. Ou

condutora em soluções

apropriadas

Nula

Dureza Dura, porém maleável e

dúctil

Dura, porem

quebradiça

- -

Solubilidade em

solventes

comuns

Insolúvel Em geral, solúvel

em solventes

polares

Em geral, solúvel em

solventes polares

Em geral, solúvel

em solventes

apolares

COMPARAÇÃO DAS INTERAÇÕES

INTERMOLECULARES

NÃO NÃO SIM NÃO

Interação molecular ou

iônica

Somente forças

de London

(dipolos

induzidos)

Ligações

iônicas.

Ex.: NaCl.

Íons estão

envolvidos?

Hidrogênio fazendo ligação

com N, O ou F?

Forças dipolo-

dipolo.

Ex.: H2 S

CH3 Cl

Ligação de

Hidrogênio.

Ex.: H2O sólido

e líquido; HF e

NH3

Forças íons-

dipolo

Ex.: KBr na

H2 O

Moléculas

polares

estão

envolvidas?

Moléculas

polares e

íons

presentes?SIM

SIM

SIMNÃO