CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA

CELSO SUCKOW DA FONSECA – CEFET/RJ

Profs. Antonio Guerra/ Aline Monteiro

Departamento de Disciplinas Básicas e Gerais - DEPBG

Ligação Química

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Prof. Aline Monteiro/ Antonio Guerra – CEFET/RJConceito de Ligação Química

Como ocorre?Através das forças de atração eletrostáticas entre os átomos!

Localização na Tabela Periódica

Tipo de Ligação Número de Ligações

Grupo e Período

Participam apenas os elétrons de

valência

O que determina a forma?A estrutura eletrônica dos átomos!

DefiniçãoÉ a interação entre dois ou mais átomos, unidos pela redução da energia

potencial dos seus elétrons!

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Prof. Aline Monteiro/ Antonio Guerra – CEFET/RJEstruturas de Lewis

Grupo: 1 2 13 14 15 16 17 18

e¯ val.: 1 2 3 4 5 6 7 8

Ex: Li Ca Al C P O Cl Xe

Lewis: X X X X X X XX

Regra do Octeto

Atkins, P. e Jones, L., Princípios de Química. Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente. Trad. Ignez Caracelli, et. al. Porto Alegre: Bookman, 2001. 914p.

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Prof. Aline Monteiro/ Antonio Guerra – CEFET/RJTipos de Ligação

Metálica Eletropositivo + Eletropositivo

Covalente Eletronegativo + Eletronegativo

Eletropositivo + EletronegativoIônica

Metal Não-Metal

Modelos: Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência (RPECV) Teoria da Ligação de Valência (TLV) Teoria do Orbital Molecular (TOM)

Outros Modelos: Teoria das Bandas Condutores Interações Intermoleculares

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Prof. Aline Monteiro/ Antonio Guerra – CEFET/RJLigação Iônica

9F: 1s22s22p5 F¯: 1s22s22p6 [Ne]

3Li: 1s22s1 Li+: 1s2 [He]Perde 1e¯

Ganha 1e¯LiF

Atkins, P. e Jones, L., Princípios de Química. Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente. Trad. Ignez Caracelli, et. al. Porto Alegre: Bookman, 2001. 914p.

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Prof. Aline Monteiro/ Antonio Guerra – CEFET/RJ

Sólidos Iônicos Estrutura Cristalina

Kotz, J.C. e Treichel, P., Chemistry and Chemical Reactivity, 4ed. New York: Saunders College Publishing, 1999. 1129p.

NaCl CsCl

Atkins, P. e Jones, L., Princípios de Química. Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente. Trad. Ignez Caracelli, et. al. Porto Alegre: Bookman, 2001. 914p.

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Prof. Aline Monteiro/ Antonio Guerra – CEFET/RJLigação Covalente

Atkins, P. e Jones, L., Princípios de Química. Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente. Trad. Ignez Caracelli, et. al. Porto Alegre: Bookman, 2001. 914p.

Kotz, J.C. e Treichel, P., Chemistry and Chemical Reactivity, 4ed. New York: Saunders College Publishing, 1999. 1129p.

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Prof. Aline Monteiro/ Antonio Guerra – CEFET/RJ

Propriedades da Ligação Covalente Momento de Dipolo Elétrico ()

H2O

Angular

≠0

NH3

Piramidal

≠0

CO2

Linear

=0

BF3

Trigonal plana=0

XeF4

Quadrado plana=0

CH4

Tetraédrica

=0Atkins, P. e Jones, L., Princípios de Química. Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente. Trad. Ignez Caracelli, et. al. Porto Alegre: Bookman, 2001. 914p.

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Prof. Aline Monteiro/ Antonio Guerra – CEFET/RJExceções à Regra do Octeto

Átomos que podem acomodar mais do que oito elétrons na camada de valência Sofrem a chamada expansão da camada de valência Elementos a partir do 3o período

PCl5 – P: [Ne] 3s2 3p6 3d2 (10 elétrons na ligação)

Átomos com menos de quatro elétrons na camada de valência

BF3 – B: [He] 2s2 2p1 (6 elétrons na ligação)

Átomos com número ímpar de elétrons na camada de valência

NO – N: [He] 2s2 2p3 (7 elétrons na ligação)

Limitações Geometria molecular Cor dos compostos Comportamento magnético

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Prof. Aline Monteiro/ Antonio Guerra – CEFET/RJLigação Metálica

Teoria das Bandas Banda de energia Banda de valência Banda de condução

11Na: [Ne] 3s1

Brown, T.L., LeMay, H.E. e Bursten, B.E., Química – Ciência Central, Trad. Horácio Macedo,7ed. Rio de Janeiro: LTC, 1999. 702p.

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Condutores Metálicos Isolante

Não conduz eletricidade (vidro, diamante, borracha) Condutor

Conduz eletricidade a temperatura ambiente (cobre, grafite, sódio)

SupercondutorApresenta resistência zero à corrente elétrica (cobre, grafite, sódio)

SemicondutorApresenta baixa conduividade elétrica a temperatura ambiente, que aumenta com o

aumento da temperatura (silício, germânio)

Tipo n Tipo p

Atkins, P. e Jones, L., Princípios de Química. Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente. Trad. Ignez Caracelli, et. al. Porto Alegre: Bookman, 2001. 914p.

Junção p-n

DiodoRussel, J.B., Química Geral. Trad. Divo L. Sanioto et. al. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil, 1981. 897p.

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Como funciona um semicondutor?

Na junção, elétrons livres do material tipo-N preenchem buracos do material tipo-P. Isto cria uma camada isolante no meio do diodo, chamada de zona vazia.

Quando o terminal negativo do circuito é preso à camada tipo-N e o terminal positivo é preso à camada tipo-P, elétrons e buracos começam a se mover e a zona vazia desaparece

Se tentar mover a corrente no sentido oposto, nenhuma corrente fluirá!!

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Forças Intermoleculares Interação Dipolo-Dipolo (moléculas polares neutras)

Força = ~1% covalente Força diminui com 1/d3

As cargas do dipolo são parciais A energia provoca um desalinhamento das

moléculas

(431 kJmol-1)

(16 kJmol-1)Brown, T.L., LeMay, H.E. e Bursten, B.E., Química – Ciência Central, Trad. Horácio Macedo,7ed. Rio de Janeiro: LTC, 1999. 702p.

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Prof. Aline Monteiro/ Antonio Guerra – CEFET/RJ

Forças Intermoleculares Interação Íon-Dipolo (íon x molecula polar neutra)

Brown, T.L., LeMay, H.E. e Bursten, B.E., Química – Ciência Central, Trad. Horácio Macedo,7ed. Rio de Janeiro: LTC, 1999. 702p.

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Forças Intermoleculares Forças de Dispersão de London (moléculas apolares)

Brown, T.L., LeMay, H.E. e Bursten, B.E., Química – Ciência Central, Trad. Horácio Macedo,7ed. Rio de Janeiro: LTC, 1999. 702p.

Dipolo Instantâneo

Dipolo Induzido

Polarizabilidade Forma da molécula

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Forças Intermoleculares Ligação de Hidrogênio (moléculas polares com H−F, H−O e H−N)

Brown, T.L., LeMay, H.E. e Bursten, B.E., Química – Ciência Central, Trad. Horácio Macedo,7ed. Rio de Janeiro: LTC, 1999. 702p.

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Prof. Aline Monteiro/ Antonio Guerra – CEFET/RJForças Intermoleculares

Identificando o tipo de ligação

Brown, T.L., LeMay, H.E. e Bursten, B.E., Química – Ciência Central, Trad. Horácio Macedo,7ed. Rio de Janeiro: LTC, 1999. 702p.