LIGAO QUMICA

Ligao qumica: a fora atrativa que mantmdois ou mais tomos unidos.

Ligao inica: resulta da transferncia de eltrons de um metal para um no-metal.

Ligao covalente:resulta do compartilhamentode eltrons entre dois tomos. Normalmenteencontrada entre elementos no-metlicos.

Ligao metlica: a fora atrativa que mantmmetais puros unidos.

Ligao Inica

Transferncia de eltrons Resulta da atrao entre ons de cargas opostas

PRODUTOS MAIS ESTVEIS QUE OS REAGENTES

metal + no metal

Na Na+ + e- H = +495 KJ/mol (E absorvida)Cl + e- Cl- (AE) H = -348 KJ/mol (E liberada)

147 KJ/mol H > 0 energicamente desfavorvel

E I BAIXA A E ALTA

Se uma energia menor estabelecida pela transferncia completa de um ou mais eltrons de um tomo para outro: Ligao inica

Ciclo de Born-Haber

Formao de um composto inico slido

A lei de Hess afirma que a entalpia de uma reao a mesma se a reao acontece em uma ou diversas etapas; conseqncia necessria da primeira lei da termodinmica sobre o princpio da conservao da energia.

Na (s) +1/2 Cl2(g) Hf NaCl (s)

Ciclo de Born Haber - Experimental

Na(g) Na+(g) + e IE = +496 kJCl(g) + e Cl(g) EA = -349 kJ

Na(g) + Cl(g) Na+(g) + Cl(g) H = +147 kJ endotrmico

Born-HaberNa(s) + Cl2(g) NaCl(s) Hf = ?1. Na(s) Na(g) H1 = +107 kJ(vaporizao)2. Cl2(g) Cl(g) H2 = +122 kJ(dissociao)3. Na(g) Na(g)+ + e H3 = +496 kJ(energia de ionizao)4. Cl(g) + e Cl(g) H4 = -349 kJ (afinidade eletrnica)5. Na+(g) + Cl(g) NaCl(s) H5 = -787 kJ (energia de rede)

Na(s) + Cl2(g) NaCl(s) Hf = -411 kJ

Hf - (HvNa + HdCl + HEI + HAE) HRede =

HVNa + HdCl + HEI + HAE + HRede = Hf

Ligao Inica

Energia de rede: a energia necessria para separarcompletamente um mol de um composto slido inico em onsgasosos.

A energia de rede depende das cargas nos ons e dos tamanhos dos ons:

uma constante (8,99 x 109 J m/C2), Q1 e Q2 so as cargas naspartculas e d a distncia entre seus centros.

A energia de rede aumenta medida que:As cargas nos ons aumentamA distncia entre os ons diminui

d

QQEl

21=

Energia de rede de alguns slido inicos

600CsI

657CsCl

671KBr

701KCl

808KF

682NaI

732NaBr

3217SrO788NaCl

3414CaO910NaF

3795MgO730LiI

2127SrCl 2834LiCl

2326MgCl21030LiF

Energia de rede, kJ/mol

Energia de rede, kJ/mol

Propriedades dos compostos inicos

So slidos nas condies ambiente Apresentam altos pontos de fuso e

ebulio So condutores de eletricidade quando no

estado liquido (fundidos) ou quando dissolvidos em gua.

A maioria dos compostos so solveis em gua.

Slidos so duros mais quebradios

Slido inico Slido inicofundido

Slido inico emgua

Eltrons de Valncia

Os eltrons de valncia so os eltrons da camada mais externa. Eles determinam as propriedades qumicas de uma tomo porque as reaes qumicas resultam no rearranjo desses eltrons

Eltrons de valncia

Um smbolo de Lewis um smbolo no qual os eltrons da camada de valncia de um tomo ou de um on simples so representados por pontos colocados ao redor do smbolo do elemento. Cada ponto representa um eltron.

Smbolo de Lewis

C

l

o

r

o

Estruturas de Lewis de Compostos Inicos

Ligao covalente

Se uma energia menor estabelecida pelo compartilhamento de eltrons entre um tomo e outro.

estabelecida entre no metais. Espcies diatmicas: H2, N2, O2, F2, Cl2, I2 Espcies poliatmicas: P4, S8, CO2, SO3, ClO4-

Elementos na fronteira metais/no metais podem formar slidos com uma rede de tomos extensa: grafite, diamante e slicio cristalino

Regra do octeto

Todos os gases nobres, com exceo do He, tm

uma configurao s2p6.

A regra do octeto: os tomos tendem a ganhar,

perder ou compartilhar eltrons at que eles estejam

rodeados por 8 eltrons de valncia (4 pares de

eltrons). Vale para OS ELEMENTOS DO 1 0 E 20

PERODO DA TP

Ligao e EstruturaMolecular

Ligao Covalente e Estrutura de Lewis

Estruturas de Lewis: (Gilbert Lewis, 1916): 1 Modelo de Ligao qumica composta por um par de eltrons compartilhado por dois tomos vizinhos.- Ligao localizada. No tem informao sobre adisposio espacial (geometria) da molcula

Teoria de Repulso de Pares de Eltrons (VESPR): forma geomtrica da molcula

Como Construir as Estruturas de Lewis

1) Somar o nmero de eltrons da camada de valncia de cada tomo.

Se: Carga negativa: + 1 eltron / Carga positiva: 1 eltron

2) Escreva a frmula colocando os smbolos dos elementos menos eletronegativos no centro.

3) Distribua os pares de eltrons do item 1, colocando um par entre cada tomo, depois completa-se o octeto dos tomos perifricos (os mais eletronegativos). Os pares que sobrarem so colocados no tomo central.

4) Faa a pergunta: Todos os elementos tm o octeto completo?

5) Completar o octeto do tomo central, formando ligaes duplas e triplas.

Amnia, NH3N: GRUPO 15 5 eltrons de valncia

H: 1 Eltron de valencia

Total: 8 eltrons

on sulfito, SO32-

S: GRUPO 16 6 Eltrons de valncia

O: GRUPO 16 6 Eltrons de valncia

Total: 4x6 = 24 eltrons + 2 eltrons (nion) = 26 eltrons

HCN

Fazer as estruturas de Lewis

H2O - CH4 - SCl2 - H2CO - CO2

Molculas isoeletrnicas Mesma distribuio de eltrons de valncia: CO2 ; NO2+ ; OCN- ; SCN- (16 eltrons de valncia)

CO ; CN- (10 eltrons de valncia)

Estruturas Ressonantes Ressonncia

SO2

Linus Pauling props a teoria de ressonnciaA verdadeira estrutura eletrnica um HBRIDO das duas

Essas estruturas equivalentes so chamadas de ESTRUTURAS DE RESSONNCIA.

O termo ressonante d impresso de movimento de pares de eltrons que no existe.

on NO 3-

Todas as ligaes N-O apresentam a mesma distncia.

A estrutura molecular real uma estrutura hbrida formada pela combinao das estruturas contribuintes equivalentes.

A densidade eletrnica est espalhada igualmente pelas

ligaes C-C (ligaes so idnticas).

Todas as ligaes tem o mesmo comprimento de 139 pm

(intermedirio de simples e dupla)D as estruturas ressonantes do on acetato, CH3CO2-

Violaes da regra do octetoNo so exatamente

Determinar a estrutura de Lewis

PF5

XeF2

SF6

A carga formal

tomos em molculas geralmente apresentam uma carga parcial (+ ou -).

Carga formal = V (L + S);

Onde: V (no. eltrons de valncia);L (no. eltrons como pares isolados) S (no. eltrons compartilhados)

A carga formal total igual a carga do on (quando se aplica)

A estrutura de ressonncia predominante de

uma molcula aquela com carga total mais

prxima de 0:

A carga formal sobre um tomo a carga que o

tomo teria numa ligao perfeitamente

covalente, e cada tomo tivesse exatamente

metade dos eltrons compartilhados

A estrutura de ressonncia predominante aquela cujas CF dos tomos no-metlicos esto prximas de zero. Ela tem a menor energia

Elementos eletronegativos acomodam melhor a carga formal negativa

Modelo de repulso de pares de eltrons na camada de valncia (RPECV ou

VSEPR) As estruturas de Lewis fornecem a conectividade

atmica: elas nos mostram o nmero e os tipos de ligaes entre os tomos.

A forma espacial de uma molcula determinada por seus ngulos de ligao.

Pares de eltrons repelem-se uns aos outros, estejam eles em ligaes qumicas (pares ligantes) ou no-compartilhados (pares isolados). Os pares se posicionam em torno de um tomo de forma a minimizar estas repulses.

As repulses entre os pares de eltrons de ligao e

de eltrons de pares isolados de um tomo faz com

que eles estejam o mais afastados possvel.

O arranjo eletrnico de uma molcula a geometria

tridimensional de um arranjo de ligaes e pares

isolados ao redor do tomo central

Geometria eletrnica: distribuio dos pares de eltrons.Geometria molecular: distribuio dos ncleos

Existem 5 formas geomtricas bsicas das quais todas as molculas derivam: NO POSSUI ELTRONS

DESEMPARELHADOS

Linear ngulo 1800

Triangular (Trigonal) plana

Tetradrica

Bipirmidal trigonal

Octadrica

Molculas com pares isolados

As foras de repulso na seguinte ordem:Par isolado-par isolado > par isolado-par ligante >

par ligante-par ligante

Geometria molecular com pares isolados: AXnEm

Quadrado Planar26

Pirmide Tetragonal16

Octadrica06

Linear35

Forma T25

Gangorra15

Bipirmide Trigonal05

Angular24

Pirmide Trigonal14

Tetradrica04

Trigonal Planar03

Linear02

Geometria MolecularNmero de pares

isolados

Nmero de total de pares eletrnicos

(isolado + compart.)

D a geometria dos pares de eltrons e geometria molecular dos compostos abaixo.

BCl3

ClF4-

SiF62-

SeF4

XeF4

H2O

ClF4-

SiF62-

SeF4

XeF4

Polaridade da Molcula

Polaridade das molculasMomento de dipolo ()

Depende da polaridade da ligao e forma da molcula.

= 0

Foras intermoleculares

Estado fsico - Tipo de fora entre as molculas(intermolecular) - depende do tipo de ligao na substncia

Foras IntermolecularesForas de van der Waals

-podem surgir de 3 fontes

dipolo-dipolodipolo-dipolo induzido

foras de disperso (ou foras de London)

Dipolo-dipolo

Dipolo-dipolo induzido

Dipolo instantneo-dipolo induzido

Influenciam nos pontos de ebulio dos gases nobres e

halognios

Ligao Hidrognio

Efeito das Foras Intermoleculares (Ponto Ebulio)

1-700.1-100.1-210-40

on-dipolodipolo-dipolo

Disperso ligao-Hintermolecular

100-1000100-1000

covalenteinicaqumica

magnitude (KJ/mol)

foraligao

As foras Intermoleculares

on-on

on-dipolo

Dipolo permanente dipolo induzido-dipolo

Dipolo-dipolo

Dipolo instantneo-dipolo induzidoEne

rgia

de

liga

o

Molcula apolar < molcula polar < molcula polar com ligao hidrognio

Ponto de fuso e ebulio crescente

F2 < HCl < H2O

Maior massa molecular(maior tamanho)Maiores ponto de fuso e ebulio

Quanto mais ramificada a cadeia

Menor ponto ebulio

Substncia PE(oC) Etanol CH3-CH2-OH 78 Dimetilter CH3-O-CH3 -25 Trimetilamina- N(CH3)3 3,5

FIM......