CARGA FORMAL PRINCIPIOS.pdf

11

�� POR QUE AS PROPRIEDADES DAS POR QUE AS PROPRIEDADES DAS �� SUBSTSUBSTÂÂNCIAS SNCIAS SÃÃO TO TÃÃO DIFERENTESO DIFERENTES ??

�� NaCl NaCl AAÇÚÇÚCARCAR�� PONTO DE FUSPONTO DE FUSÃÃOO PONTO DE FUSPONTO DE FUSÃÃOO�� MUITO SOLMUITO SOLÚÚVEL MUITO SOLVEL MUITO SOLÚÚVELVEL�� CONDUTIVIDADE CONDUTIVIDADE NNÃÃO CONDUZO CONDUZ

LIGALIGAÇÕÇÕES QUES QUÍÍMICASMICAS

22

1º - COMPOSIÇÃO QUÍMICA

NaCl : Metal e não metal, Na e ClAçúcar: Não metais, C, H e O

2º TIPO DE LIGAÇÃO QUÍMICA

Modelos : IônicaCovalente polar e apolarMetálica

33

GRUPO

PERDA DE ELÉTRONS

PERÍODO

44

GRUPO

GANHO DE ELÉTRONS

PERÍODO

55

ESTRUTURAS DE LEWIS ESTRUTURAS DE LEWIS

66

SSÍÍMBOLOS DE LEWISMBOLOS DE LEWIS

77

A REGRA DO OCTETOA REGRA DO OCTETO

�� OS ATOMOS TENDEM A OS ATOMOS TENDEM A GANHARGANHAR, , PERDERPERDEROU OU COMPARTILHARCOMPARTILHAR ELELÉÉTRONS ATTRONS ATÉÉ QUE QUE ESTEJAM RODEADOS POR 8 eESTEJAM RODEADOS POR 8 e-- DE DE VALVALÊÊNCIANCIA

�� CUIDADO !CUIDADO ! EXISTEM VEXISTEM VÁÁRIAS EXCERIAS EXCEÇÕÇÕES ES ÀÀREGRA DO OCTETO.REGRA DO OCTETO.

88

A LIGAA LIGAÇÃÇÃO IO IÔÔNICANICA

99

REPRESENTAREPRESENTAÇÃÇÃO DE UM O DE UM SSÓÓLIDO ILIDO IÔÔNICO: NICO: NaClNaCl

1010

CICLO DE BORNCICLO DE BORN--HABER: para HABER: para determinar a energia de rededeterminar a energia de rede

-437 kJ/mol

1111

∆H f= ∆H sub + ½ ∆H E diss + ∆HEI + (-∆H AE) +(- ∆HER )

Energia de formação da rede cristalina

1212

ENERGIA DE REDE ENERGIA DE REDE –– energiaenergianecessnecessáária para separar ria para separar completamente um mol de um completamente um mol de um ssóólido ilido iôônico em seus nico em seus ííons gasososons gasosos

�� E E αα QQ-- QQ+ + / d/ d

�� QQ++:: carga do cationcarga do cation�� QQ-- : carga do anion: carga do anion

�� d : distd : distâância entre os centros de cargancia entre os centros de carga

1313

ENERGIA DE REDE AUMENTA ENERGIA DE REDE AUMENTA QUANDO: QUANDO:

Q e ou r Q e ou r

�� CompostoComposto Energia de Rede (KJ/mol)Energia de Rede (KJ/mol)�� MgFMgF22 2957 Q = +2, 2957 Q = +2, --11�� MgOMgO 39383938 Q = +2, Q = +2, --22�� LiFLiF 10361036�� LiClLiCl 853 853 r Fr F < r Cl< r Cl

1414

RETRETÍÍCULO ESPACIAL de NaClCULO ESPACIAL de NaCl

No retículo cristalino os íons estão presos, não conduzem corrente elétrica.

Quando fundidos ou em solução aquosa conduzem.

1515

POR QUE OS SPOR QUE OS SÓÓLIDOS LIDOS IIÔÔNICOS SNICOS SÃÃO QUEBRADIO QUEBRADIÇÇOS ?OS ?

1616

SAL EM ÁGUA

H2O Cl-

Na+

NaCl Na+ (aq) + Cl- (aq)

1717

LIGALIGAÇÃÇÃO COVALENTE O COVALENTE --COMPARTILHAMENTO DE COMPARTILHAMENTO DE ELELÉÉTRONSTRONS

�� Por que dois Por que dois áátomos compartilham etomos compartilham e-- ??

1818

FORÇAS ATRATIVASNUVEM ELETRÔNICA

FORÇAS REPULSIVAS

NÚCLEO

LIGAÇÃO COVALENTE: RESULTADO DE FORÇAS ATRATIVAS E REPULSIVAS

1919DISTÂNCIA INTERNUCLEARCOMPRIMENTO DA LIGAÇÃO

ENERGIA

DISTÂNCIA INTERNUCLEAR x ENERGIA

-458 kJ/mol

0,074 nm

2020

COMPRIMENTO DE LIGACOMPRIMENTO DE LIGAÇÃÇÃOO -- ÉÉ a a distdistâância entre os centros de dois ncia entre os centros de dois áátomos unidos por uma lig.qutomos unidos por uma lig.quíímica mica

�� FF--F = 0,064 nm + 0,064 nm = 0,128 nmF = 0,064 nm + 0,064 nm = 0,128 nmraio do Fraio do F

�� HH--H = 0,037 nm + 0,037 nm = 0,074nmH = 0,037 nm + 0,037 nm = 0,074nmraio do Hraio do H

HH--F = 0,037 nm + 0,064 nm = 0,101 nmF = 0,037 nm + 0,064 nm = 0,101 nm�� DistDistâância observada = 0,092 nmncia observada = 0,092 nm

2121

2222

ENERGIA DE LIGAENERGIA DE LIGAÇÃÇÃO O -- ÉÉ a a energia absorvida na quebra de um energia absorvida na quebra de um mol de ligamol de ligaçãção.o.

�� Entalpias mEntalpias méédias de ligadias de ligaçãção kJ/molo kJ/mol�� CC--H 413H 413 NN--H 391H 391�� CC--CC 348348 NN--NN 163163�� CC--NN 293293 NN--OO 201201�� CC--OO 358358 NN--FF 272272�� CC--FF 485485 NN--ClCl 200200�� CC--ClCl 328328

2323

LIG.TRIPLA < LIG.DUPLA < LIG.SIMPLESLIG.TRIPLA < LIG.DUPLA < LIG.SIMPLES

TIPO DE LIGATIPO DE LIGAÇÃÇÃOO nmnm

�� CC--CC 0,154 nm (154 pm)0,154 nm (154 pm)�� C=CC=C 0,133 nm0,133 nm�� C=C= CC 0,120 nm0,120 nm�� CC--NN 0,143 nm0,143 nm�� C=NC=N 0,138 nm0,138 nm�� C=C (benzeno) 0,139 nmC=C (benzeno) 0,139 nm

2424

��Estrutura de Lewis F2Estrutura de Lewis F2

Compartilhamento de elétrons

2525

2626

ESTRUTURAS DE LEWIS

2727

DOIS DOIS ÁÁTOMOS COMPARTILHAM TOMOS COMPARTILHAM DOIS PARES DE ELDOIS PARES DE ELÉÉTRONSTRONS

2828

DOIS ÁTOMOS COMPARTILHANDO TRÊS PARES DE ELÉTRONS

2929

LigaLigaçãção covalente apolaro covalente apolar

Ex: F2,Ex: F2,Eletronegatividade: 4,0 Eletronegatividade: 4,0 –– 4,0 = 04,0 = 0

3030

POLARIDADE DA LIGAPOLARIDADE DA LIGAÇÃÇÃO E O E ELETRONEGATIVIDADEELETRONEGATIVIDADE

FORÇA RELATIVA DE CADA ÁTOMO

ÁTOMO B, MAIOR PARCELA

3131

Eletronegatividade e Eletronegatividade e polaridade de ligapolaridade de ligaçãçãoo

Ligação iônica, Ex.: LiFEletronegatividade: 4,0 – 1,0 = 3,0

3232

ELETRONEGATIVIDADE

3333

MOMENTOS DE DIPOLO

F Hδ+δ-

SI - 1 Debye (1C . m)

µµµµ

µµµµ = e . d

3434

LigaLigaçãção covalente polaro covalente polar

Ex.: HFEx.: HFEletronegatividade: 4,0 Eletronegatividade: 4,0 –– 2,1=1,92,1=1,9

3535

µ = e x d

2 cargas iguais e opostas de grandeza e,separadas pela distância d, constituem um dipolo e produzem um momento dipolar µ

e = 4,8 X 10-10 ues separadas por 1 A°= 1 X 10-8 cm

µ = 4,8 X 10-10 . 10-8 = 4,8 X 10-18 ues.cm

1 Debye

1 D

3636

HF 1,9 1,82

HCl 0,9 1,08

HBr 0,7 0,82

HI 0,4 0,44

Substância ∆χ∆χ∆χ∆χ µµµµ

DIFERENÇA DE ELETRONEGATIVIDADE χ e

MOMENTO DE DIPOLO µ

3737

Substância F2 HF LiF

∆χ∆χ∆χ∆χ 0 1,9 3,0

Tipo de lig. cov. apolar Cov.pol Iônica

DIFERENÇA DE ELETRONEGATIVIDADE ∆χ∆χ∆χ∆χ e POLARIDADE DAS LIGAÇÕES

3838

HF 1,98 POLAR H2O 1,86 POLARNH3 1,47 POLARH2S 0,97 POLAR O3 0,52 POLARCO2 0,00 APOLARBF3 0,00 APOLARCl2 0,00 APOLAR

MOMENTOS DIPOLARES em Debyes

3939

LIGAÇÃO IÔNICA x COVALENTE

MODELOIÔNICO

MODELO COVALENTE

DIFERENÇA DE ELETRONEGATIVIDADE

4040

CATION POLARIZANTE

ANION POLARIZÁVEL

DISTORÇÃO DA NUVEM e-

POLARIZABILIDADE

4141

Cátion pequeno Ânion grandecarga grande polarizável(Al +3) (Ag+) (I ->Br ->Cl ->F -)

ligação com significativo

caráter covalente

4242

AgCl AgBr AgI

EFEITO DO ANION SOBRE A SOLUBILIDADE DE HALETOS

Polarizabilidade aumenta

4343

A ESTRUTURA DE ESPÉCIES POLIATÔMICAS

4444

ESTRUTURAS DE RESSONESTRUTURAS DE RESSONÂÂNCIA NCIA NONO--

33

- - -

N=O (120 pm) N-O N-O (140 pm)

4545

CARGA FORMAL

C.F = V – [ L + ½ S ]

V = nº de e- valência no átomo livre

L = nº de e- solitários (não ligados)

S = nº de e- compartilhados (ligados)

4646

0 0 0 +20 -2

CARGA FORMAL CO2

ESTRUTURA MAIS PROVÁVEL

CARGA FORMAL MENOR ENERGIA

4747

CALCULANDO A CARGA FORMAL CALCULANDO A CARGA FORMAL (CNO)(CNO)--11

0 0

0 0

0

A

B

C

4848

-1

-1

-1

-1

+2

-1

-1

0

-1

+1

-1

-1

0 00

A B C

CALCULANDO A CARGA FORMAL (SO4)-2

ESTRUTURA MAIS PLAUSÍVEL

4949

mais plausível , menores cargas formais nos átomos

5050

ESTRUTURAS do SO2

ESTRUTURA MAIS PLAUSÍVEL SEGUNDO A CARGA FORMAL

0 0 0

0

0

+1

+1-1

-1

HÍBRIDO DE RESSONÂNCIA

5151

EXCEEXCEÇÕÇÕES A REGRA DO OCTETOES A REGRA DO OCTETO

5252

Tetrafluoreto de boro

Octeto não completo

BF3 + F- BF-4

octeto completo

TRIFLUORETO DE BORO

Ácido Lewis

5353

HIBRIDIZAÇÃO: PCl5

P 3s 3p 3s 3p 3d

Cl. Cl. Cl. Cl. Cl.

EXPANSÃO DO OCTETO

5454

SF4

5555

SF4

S 3s 3p 3d 3s 3p 3d

F. F. F. F.

s p3d

Bipirâmide trigonal

5656

GEOMETRIA GEOMETRIA MOLECULARMOLECULAR

5757

PREVISÃO DA GEOMETRIA MOLECULAR

REPULSÃO POR PARES de e- de VALÊNCIA

(RPEV)

2 LINEAR 2 a 180º

3 TRIG.PLANO 3 a 120º

4 TETRAÉDRICO 4 a 109,5º

5 BIPIRÂMIDE TRIG. 2 axiais a 180º

3 equat. a 120º

6 OCTAÉDRICO 6 a 90º

PV GEOMETRIA PAR ELETRÔNICO

5858

LINEAR TRIGONAL PLANO TETRAÉDRICO

BIPIRÂMIDE TRIGONAL

OCTAÉDRICO

MOLÉCULAS S/PARES LIVRES NO ÁTOMO CENTRAL

5959

OCTETOS EXPANDIDOS: TEORIA -RPEV

PF5 PV = 5 PL = 5

SF6 PV = 6 PL = 6

SF4 PV = 5 PL = 4 PNL = 1 XeF4 PV = 6 PL = 4 PNL = 2

PAR DE VALÊNCIA = par ligante + par não ligante

6060

Tetraédrica

Pirâmide trigonal

angular

PCl Cl

Cl

..

6161

ESTRUTURA DO PCl5

Bipirâmide trigonal

6262

ESTRUTURA DO ClF3

Bipirâmide trigonal (forma de T)

6363

ESTRUTURA DO SF4

Bipirâmide trigonal (forma de gangorra)

6464

ESTRUTURA DO SF6

octaedro

6565

ESTRUTURA DO XeF4

Octaedro (quadrado planar)

6666

A ligaA ligaçãção meto metáálica ocorre lica ocorre entre entre áátomos de um mesmo tomos de um mesmo metal ou entre metal ou entre áátomos de tomos de metais diferentes (ligasmetais diferentes (ligas).).

LIGAÇÃO METÁLICA

MODELO:

Íons positivos num mar de elétrons móveis

6767

Núcleo e camada eletrônica interna

Elétrons externos “móveis”

6868

SÓLIDOS METÁLICOS

MAR DE ELÉTRONS MÓVEIS

CÁTIONS

Pb

PbO

6969

Energia de ligação de átomos metálicos é baixa:

(kcal/mol)

Li2 25 Zn2 5,7Na2 17 Cd2 2,0

7070

ESTABILIDADE MAIOR

ELÉTRONS DE VALÊNCIA DE UM ÁTOMO SE MOVIMENTAM SOB A

INFLUÊNCIA DE OUTROS NÚCLEOS

LIGAÇÕES MULTICÊNTRICAS

7171

Bandas de valência e Bandas de condução

Não conduz Conduz a T amb. Conduz a alta T

7272

FORÇAS INTERMOLECULARES

LONDON

7373

Interação dipolo-dipolo

δ+ δ- δ+ δ-H Cl ----- H Cl

7474

Ligações de HLigações de H

Este tipo de ligação é um caso especial de ligação dipolo-dipolo, só ocorrendo entre moléculas polares.

H2O HF NH3

7575

Glicose em água

água Ligação de H

glicose

hidroxila