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LIGAÇÕES QUÍMICAS II Atkins: Cap. 2

Ligações quimicas 2

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LIGAÇÕES QUÍMICAS II

Atkins: Cap. 2

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Ressonância

“Fusão” de estruturas

Híbrido de ressonância: estrutura que representa todas as formas de espalhamento dos elétrons.

Evidência: comprimento das ligações (não são típicas de duplas nem de triplas ligações). Ex: NO3

-: ligação N–O:140 pm; ligação N=O: 120 pm.

Experimental: 124 pm.

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Ressonância

Exemplo: NO3-

Ordem de ligação: entre 1 e 2.

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Ressonância - exemplo

Íon acetato:

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Ressonância - observação

Só existe ressonância nas estruturas cujo arranjo de átomos permanece igual.

Ex: NO2 só pode ser ONO, e não NOO.

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Carga Formal

Estruturas de Lewis diferentes contribuem diferentemente para o híbrido de ressonância.

Elétrons de valência: no átomo isolado e no átomo participando de ligação – quanto menor for esta diferença, maior será a contribuição da estrutura para o híbrido de ressonância.

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Carga Formal

Carga formal baixa – o átomo sofreu a menor redistribuição possível de elétrons em relação ao átomo livre, e a estrutura é mais estável, contribuindo mais para o híbrido de ressonância.

2

SLVformal Carga

V: elétrons de valência do átomo livreL: elétrons presentes nos pares isoladosS:elétrons compartilhados

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Carga Formal

Na atribuição da carga formal supõe-se que os elétrons são compartilhados de forma igual pelos átomos das ligações covalente, não levando em conta o caráter iônico (diferença de eletronegatividade) dos átomos. Assim, a carga formal do C em CO2 é zero, mas seu número de oxidação é +4.

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Carga Formal – exemplo 1

2

SLVformal Carga

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Carga Formal – exemplo 2

2

SLVformal Carga

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Exemplo

Íon tiocianato:

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Exercício

Sugira uma estrutura plausível para o gás venenoso fosgênio, COCl2. Escreva a estrutura de Lewis e as cargas formais.

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Resposta

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Exceções à Regra do Octeto Radicais: espécies – altamente reativas – que têm

elétrons com spins não emparelhados. Ex: o radical metila, ·CH3

Importância dos radicais: reações químicas na alta atmosfera (produção e decomposição de ozônio, O3).

Cotidiano: ranço da comida e degradação de plásticos pela luz solar.

Radicais livres oxidam os lipídeos das membranas, modificando suas funções e possibilitando o aparecimento de doenças.

Antioxidantes – vitaminas A, C, E.

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Exceções à Regra do Octeto

Birradicais: moléculas com dois elétrons desemparelhados. Ex:

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Exceções à Regra do Octeto

Birradicais

Átomo de oxigênio:[He] 2s2 2p4 ou [He] 2s2 2p2

x 2p1y 2p1

z

em que há 2 elétrons desemparelhados.

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Camadas de Valência Expandidas

Regra do octeto: ·8 e- de valência ·configuração de gás nobre

Não-metais do período 3 em diante: orbitais d vazios na camada de valência – possibilidade de expansão da camada de valência.

Átomos que permitem novas ligações, além do octeto: ·tamanho do átomo

·camada de valência expandida

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Camadas de Valência Expandidas

Exemplos: PCl5 existe, mas NCl5 não é conhecido (P > N).

Composto hipervalente – é aquele que contém um átomo ligado a mais átomos do que permite a regra do octeto. Ex: PCl5.

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Camadas de Valência Expandidas

Elementos que podem expandir sua camada de valência: covalência variável. Ex: P, que pode formar PCl3, PCl5, PCl4+, PCl6-

Exemplos:

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Exemplo 1

Tricloreto de fósforo, PCl3 – obediência à regra do octeto:

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Exemplo 2

Pentacloreto de fósforo, PCl5: sólido iônico formado por cátions PCl4+ e ânions PCl6-, que sublima a 160 °C: o átomo de fósforo, no ânion, tem sua camada expandida para 12 e-:

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Exemplos Pentacloreto de fósforo, PCl5, com 10 e- na

camada de valência expandida do fósforo:

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Exercício

Escrever a estrutura de Lewis do tetrafluoreto de enxofre, SF4, e dar o número de elétrons da camada de valência expandida.

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Resposta 10 e- na camada de valência expandida:

• •

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Exercício

Escrever a estrutura de Lewis do tetrafluoreto de xenônio, XeF4, e dar o número de elétrons da camada de valência expandida.

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Resposta

12 e- na camada de valência expandida:

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Exemplo

Calcular a carga formal das duas estruturas de Lewis do íon fosfato, e decidir qual delas contribui mais para o híbrido de ressonância:

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Resposta

Contribui mais: a estrutura da direita:

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Exercício

Selecionar qual das estruturas de ressonância ao lado, correspondentes ao íon sulfato, é a mais favorável, de acordo com suas cargas formais:

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Resposta

30 c, com 12 elétrons na camada de valência expandida do S.

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Exercícios – Atkins

p. 190: 2.41, 2.43, 2.45, 2.47, 2.49.

p. 191: 2.55, 2.57.

p. 193: 2.93