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XXXXXX
Adivinhação!!!
Compare!!!
Compostos Iônicos
• Ligação química: união de 2 átomos em um arranjo estável.
• Gases nobres: não reagem prontamente formando ligações.
• Em uma ligação: elementos ganham, perdem ou compartilham elétrons para atingir a configuração eletrônica de gás nobre mais próxima a eles na tabela periódica.
• Ligação: envolve somente elétrons de valência de um átomo.
• Ligação iônica: transferência de elétrons de um elemento para outro.
• Ligação covalente: compartilhamento de elétrons entre 2 átomos.
Ligação Química
Interações Atômicas
Elétrons de Valência
Elétrons: camadas internas e elétrons de valência.
B (Z=5): 1s2 2s2 2p1
Camadas internas = [He], valência = 2s2 2p1
Br (Z=35): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5
Camadas internas = [Ar] 3d10 , valência = 4s2 4p5
Modelo de Camadas do Átomo
G. N. Lewis
Químico Americano
Símbolo (estrutura) de Lewis
Elétrons da camada de valência
Exemplo:
• B: [He] 2s2 2p1
• Br: [Ar] 3d10 4s2 4p5
G. N. Lewis 1875 - 1946
Pares Ligados e Isolados
Elétrons de valência: distribuídos como PARES LIGADOS ou PARES ISOLADOS.
•
••
•
••
H ClPar Isolado
compartilhado ou
Par Ligado
Estrutura de LEWIS
• Gases nobres: pouco reativos – ALTA ESTABILIDADE ENERGÉTICA.
• Camada de valênciaestável (ns2 np6).
• Regra do octeto:
In forming compounds, atoms of elements lose, gain, or share electrons in such a way as to produce a noble-gas electron configuration for each of the atoms involved.
“Regras”
Violações da Regra do Octeto
• Violações: geralmente ocorrem com B e elementos em períodos superiores.
BF3
SF4
Tipos de Ligações Químicas
3 formas principais de “ligar” átomos:
• Iônica: transferência completa de 1 ou maiselétrons de um átomo para outro.
• Covalente: elétrons de valência sãocompartilhados entre os átomos.
• Metálica: elétrons relativamente livres para mover-se pela estrutura tridimensional do metal.
A maior parte das ligações possuicaracterísticas intermediárias!!!
Ligação Iônica
• Transferência completa de elétrons de um elemento com baixa EI (metal) para um elemento com alta AE (não-metal).
Ligação Iônica
Ligação Iônica
Ligação Iônica
Compostos Iônicos
• Compostos iônicos: íons de cargas opostas que possuem forte atração eletrostática entre si.
• 2 tipos de íons:
– Cátions: íons carregados positivamente. Um cátion possui menos elétrons do que prótons.
– Ânions: íons carregados negativamente. Um ânion
tem mais elétrons do que prótons.
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Compostos Iônicos - Cátions
Compostos Iônicos - Cátions
Compostos Iônicos - Ânions
Compostos Iônicos
• Elementos com configuração eletrônica similar: agrupado juntos na tabela periódica.
• Elementos no mesmo grupo: formam íons de carga similar.
• Número do grupo de um elemento do grupo principal: usado para determinar a carga em íon derivado desse elemento.
Compostos Iônicos
Compostos Iônicos
Compostos Iônicos
Energia de interação entre um par de íons: lei de Coulomb
E (joules); r = distância entre o centro dos íons (nanômetros); Q1 e Q2 = cargas dos íons.
Exemplo: no cloreto de sódio sólido, distância entre os centrosdos íons Na+ e Cl- é 2,76 Å (0,276 nm). A energia iônica por par de íons será:
*sinal negativo = força atrativa, i.e. par iônico tem menor energia que íons separados.
Compostos Iônicos
• “Força” de interação: proporcional à magnitude das cargas e diminui a medida que a distância entre as partículas aumenta.
Compostos Iônicos
Compostos Iônicos
Compostos Iônicos
• fórmula unitária: menor índice de repetição total de íons presentes em um composto iônico que resulta em neutralidade de carga.
• fórmula unitária: "hipotética" porque não existe como uma entidade separada; é apenas "uma parte" da matriz ampliada de íons que constituem um sólido iônico.
Compostos Iônicos
• Íons presentes em um sólido iônico: adotam um arranjo que maximiza atrações entre íons de carga oposta e minimiza as repulsões entre íons de carga similar.
• Arranjo específico: depende dos tamanhos de íons e da relação entre íons positivos e negativos. Arranjos são geralmente muito simétricos e resultam em sólidos cristalinos, isto é, sólidos com formas altamente regulares.
– sólidos cristalinos: geralmente têm superfícies planas ou faces que fazem ângulos definidos uns com os outros.
Compostos Iônicos
Efeitos Energéticos – Sólidos Iônicos Binários
Variações de energia envolvidas na formação de um sólido iônico considerando a formação de fluoreto de lítio sólido a partir de seus elementos:
1. Sublimação do lítio sólido.
2. Ionização de átomos de lítio para formar íons Li+ na fase gasosa (1ª energia de ionização).
3. Dissociação de moléculas flúor.
4. Formação de íons F- a partir de átomos de flúorna fase gasosa.
5. Formação de fluoreto de lítio sólido a partir de íons Li+ e F- em fasegasosa.
Ciclo Born-Haber
• Não é possível medir energias de rede diretamente. • Energia da rede: pode ser calculada usando um ciclo
termoquímico.• Ciclo de Born-Haber: aplicação da lei de Hess que divide a
formação de um sólido iônico em uma série de etapas individuais:
• ΔHf° = entalpia padrão
de formação do
composto.
• IE: energia de
ionização do metal.
• EA: afinidade eletrônica
do não-metal.• ΔHs° = entalpia de
sublimação do metal
• D = energia de
dissociação de não-
metal.
• Δhlattice = energia de
rede do composto.
Íons Comuns no Corpo Humano
• Quando um metal no lado esquerdo da tabela periódica transfere um ou mais elétrons para um não-metal no lado direito: ligações iônicas são formadas.
• Compostos iônicos: formados por cátions e ânions.
• Íons em um composto iônico: organizados para maximizar a força atrativa entre as espécies com cargas opostas.
– Exemplo: cloreto de sódio (NaCl) é formado por cátions sódio(Na+) e ânions cloreto (Cl–), empacotados juntos em um arranjoregular em uma rede cristalina.
• Soma das cargas em um composto iônico: deve sersempre zero em geral.
Compostos Iônicos
Compostos Iônicos
• Iodeto de potássio (KI): nutriente essencial adicionado ao sal da mesa.• Iodo: necessário para sintetizar hormônios tireoidianos. Deficiência de iodo na
dieta pode levar à produção insuficiente de hormônio da tireóide. Na tentativa de compensar, a glândula tireoideana pode tornar-se ampliada, produzindo uma tiróide inchada referida como um bócio.
• Fluoreto de sódio (NaF): adicionado à pasta de dentes para fortalecer o esmalte dos dentes e ajudar a prevenção da cárie dentária.
• Cloreto de potássio (KCl): composto iônico usado para pacientes cujos níveis de potássio estão baixos. Embora o potássio seja prontamente obtido a partir de muitas fontes de alimentos diferentes (por exemplo, batatas, feijões, melão, bananas e espinafre), os níveis podem ficar baixos quando o excesso de potássio é perdido no suor e na urina ou pelo uso de certos medicamentos.
Compostos Iônicos - Saúde
Compostos Iônicos Propriedades Físicas
• Composto iônico: interações eletrostáticas fortes.
– muita energia para separar os íons uns dos outros.
– Altos pontos de fusão– ponto de fusão do NaCl = 801°C.
• Grande quantidade de energia necessária para superar forças atrativas presentes na fase líquida e, também, formar íons distantes e muito desordenados na fase gasosa.
– pontos de ebulição extremamente altos.
– ponto de ebulição NaCl líquido = 1413°C.
• Solúveis em água: quando composto iônico se dissolve na água, íons são separados; cada ânion e cátion cercados por água.
Compostos Iônicos Propriedades Físicas
Quando um composto iônico se dissolve em água: solução aquosa resultante conduz corrente elétrica.
Ânions Poliatômicos
Íons Poliatômicos
Íons Poliatômicos
Compostos Iônicos - Saúde
• Compostos iônicos: ingredientes ativos em vários medicamentos de venda livre.• Carbonato de cálcio (CaCO3): antiácidos; hidróxido de magnésio
[Mg(OH)2]: leite de magnésia; sulfato de ferro (II) (FeSO4): suplemento usado para tratar anemia.
Compostos Iônicos - Saúde• Alguns compostos iônicos: administrados como drogas intravenosas.
• Bicarbonato (HCO3-): importante ânion poliatômico que controla o equilíbrio ácido-base no sangue. Quando o sangue se torna muito ácido, o bicarbonato de sódio (NaHCO3) é administrado por via intravenosa para diminuir a acidez.
• Sulfato de magnésio (MgSO4): laxante de balcão, também é administrado por via intravenosa para prevenir convulsões causadas por pressão arterial extremamente alta associada à gravidez.
• Grande parte do corpo é composta de compostos mantidos em conjunto por ligações covalentes, MAS cerca de 70% do osso é composto em grande parte de um sólido iônico complexo com a fórmula Ca10(PO4)6(OH)2 - hidroxiapatita.
• Hidroxiapatita: constantemente destruída e reconstruída. Em mulheres pós-menopausa, no entanto, a taxa de perda óssea geralmente se torna maior que a síntese óssea, e os ossos são facilmente quebrados - osteoporose.
• Medicamentos eficazes no combate à osteoporose: alendronatode sódio (Fosamax), aumenta a densidade óssea, diminuindo a taxa de perda óssea.
• Fosamax: composto iônico com a fórmula Na(C4H12NO7P2) –cátion Na+ e ânion poliatômico (C4H12NO7P2) -.
Ligação Química
Compostos Iônicos
Aplicações
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O que aprendemos nessa aula?
https://pbslm-contrib.s3.amazonaws.com/WGBH/arct15/SimBucket/Simulations/chemthink-
ionicbonding/content/index.html
https://teachchemistry.org/periodical/issues/september-2016/ionic-covalent-bonding
Próximas Atividades
• Exercícios
• Compostos Covalentes
