Ligacoes quimicas geometria

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  • 1. LIGAES QUMICAS Conceito Geral: Combinao entretomos, molculas e ons onde cada espciequmica procura uma maior estabilidade. Menos estveis tomos Energia isolados Mais estveis tomos ligados
  • 2. Definies Estado Natural dos tomos: encontradosna natureza combinados de modo a adquirir maiorestabilidade. Estabilidade qumica: precisam completarseus orbitais incompletos perdendo, ganhando oucompartilhando eltrons. Camada de Valncia: em geral as ligaesqumicas envolvem apenas a ltima camada dotomo.
  • 3. Regra do Octeto Descrio: O tomo adquire estabilidade ao completar oito eltrons camada de valncia, imitando os gases nobres. Configurao Geral: ns2 np6 Obs. Esta regra s vlida para os elementosrepresentativos.
  • 4. Regra do Dueto Descrio: O tomo adquire estabilidadeao completar a camada de valncia com doiseltrons, imitando o gs nobre - He.Configurao Geral: ns2 Obs. Esta regra s vlida para os elementosrepresentativos: H, Li, B e Be.
  • 5. TIPOS DE LIGAO INICA ou ELETROVALENTE COVALENTE ou MOLECULAR: - Normal - Dativa INTERMOLECULAR METLICA
  • 6. LIGAO INICA Definio: eltrons so transferidos de um tomopara outro dando origem a ons de cargas contrrias quese atraem.Exemplo: formao do cloreto de sdio NaCl.Na (Z = 11) 1s2 2s2, 2p6 3s1Cl ( Z = 17) 1s2 2s2, 2p6 3s2, 3p5 Na Cl Na+ Cl-
  • 7. Ligao Inica A energia requerida para a formao de ligaesinicas fornecida pela atrao coulmbica entreos ons de cargas opostas num retculo cristalino. Estes ons formam-se pela transferncia deeltrons dos tomos de um elemento para ostomos de outros elementos.
  • 8. Ligao InicaLigao Inica: o resultado da atraoeletrosttica de ons com cargas opostas. Ex: NaCl = cloreto de sdio AgCl = cloreto de prata MgO = xido de magnsio KBr = brometo de potssio LiH = hidreto de ltio MgCl2 = cloreto de magnsio AlF3 = fluoreto de ltio Al2S3 = sulfeto de alumnio
  • 9. Ligao InicaConfigurao dos tomos: Na Cl
  • 10. Ligao InicaTransferncia do eltron: Na Cl
  • 11. Ligao InicaFormao dos ons: Na+ Cl-
  • 12. Ligao InicaAtrao Eletrosttica: Na+ Cl-
  • 13. Ligao InicaAtrao Eletrosttica: Na+ Cl-
  • 14. Ligao InicaAglomerado Inico ou Retculo Cristalino:
  • 15. Retculos Cristalinos: Um slido inico um conjunto dections e nions empacotados em umarranjo regular. - Cl Na + Cl- Na+ Na+ Cl- Na+ Cl-
  • 16. LIGAO INICA Ocorre geralmente entre METAIS eAMETAIS com de eletronegatividade > 1,7.
  • 17. Eletropositivos Al Al+3 + 3e- Metais: Perdem eltrons Viram Ctions(+) EletronegativosAmetais: Ganham eltrons S + 2e- S-2 Viram nions(-)
  • 18. Frmulas Inicas X OAl+3 O-2 Al x x O Al2O3 X Al x x O Frmula-on Frmula de Lewis ou Eletrnica
  • 19. Ligaes dos Grupos - A Grupo Carga Grupo Carga 1 +1 15 -3 2 +2 16 -2 13 +3 17 -1Exemplos:a) K+Cl- KCl c) Al+3S-2 Al2S3b) Ca+2I-1 CaI2 d) Fe+3O-2 Fe2O3
  • 20. Caractersticas de compostos Inicos: So slidos nas condies ambientes; Cl- Na+ So duros e quebradios; Na+ Cl- Na+ Cl- Possuem altos P.F. e P.E.; Cl- Na+ Conduzem corrente eltrica quandofundidos ou em soluo aquosa (no conduzemcorrente eltrica no estado slido ) ; Formam retculos cristalinos.
  • 21. Exerccios de fixao:1. Para que haja uma ligao inica necessrio que: a) O potencial de ionizao dos tomos participantes tenha valores prximos. b) A eletronegatividade dos tomos participantes tenha valores prximos. c) a eletronegatividade dos tomos participantes tenha valores bastantes diferentes. d) Os eltrons de ligao sejam de orbitais s. e) As afinidades eletrnicas sejam nulas.2. tomos do elemento X (nmero atmico = 20) e do elemento Y (nmero atmico = 7) unem-se por ligaes inicas originando o composto de frmula:
  • 22. Exerccios de fixao:3. Os compostos inicos, como o cloreto de sdio, apresentam as propriedades: a) Lquidos nas condies ambientais, bons condutores de eletricidade e baixo ponto de fuso. b) Lquidos ou gasosos, maus condutores de eletricidade em soluo aquosa e baixo ponto de fuso. c) Slidos, maus condutores de eletricidade em soluo aquosa e baixo ponto de fuso. d) Slidos, bons condutores de eletricidade no estado slido e alto ponto de fuso. e) Slidos, bons condutores de eletricidade em soluo aquosa e elevado ponto de fuso.
  • 23. Faa as ligaes das substncias abaixo:NaCl = cloreto de sdio AgCl = cloreto de prataMgO = xido de magnsio KBr = brometo de potssioLiH = hidreto de ltioMgCl2 = cloreto de magnsioAlF3 = fluoreto de ltioAl2S3 = sulfeto de alumnio
  • 24. LIGAO COVALENTE OU MOLECULAR Definio: Ocorre atravs do compartilhamentode um par de eltrons entre tomos que possuempequena ou nenhuma diferena de eletronegatividade.Tipos de Ligaes Covalentes: - Covalente Normal. - Covalente Dativa.
  • 25. LIGAO COVALENTE (MOLECULAR) Ocorre geralmente entre AMETAIS eHIDROGNIO ou AMETAIS entre si, desde que a de eletronegatividade < 1,7.
  • 26. Ligao Covalente Normal Definio: o par eletrnico compartilhado formado por um eltron de cada tomo ligante.Exemplo: formao do cloro Cl2.Cl ( Z = 17) 1s2 2s2, 2p6 3s2, 3p5 F2, Br2 e I2 Cl Cl Cl2 ou Cl - Cl Frmula de Lewis Molecular Estrutural
  • 27. Ligao Covalente NormalConfigurao dos tomos:
  • 28. Ligao Covalente NormalAtrao Quntica:
  • 29. Ligao Covalente NormalAtrao Quntica:
  • 30. Ligao Covalente NormalNuvem Eletrnica ou Orbital Molecular: Cl Cl
  • 31. Exemplos de Ligaes Covalentes Normais O O O2 ou O = O N N N2 ou N NH O H H2O ou H - O - H H Cl HCl ou H - Cl
  • 32. Ligao Covalente Dativa ou Coordenada Definio: o par eletrnico compartilhado pertence a um dostomos, s ocorre quando todas as ligaes covalentes normaispossveis j aconteceram.Exemplo: formao do SO2. O S O + O S O S=O + O S=O O
  • 33. NMERO DE VALNCIA Definio: nmero de ligaes covalentes normais e dativas que um tomo capaz de formar. Valncias dos grupos A GRUPOS 4A 5A 6A 7A Frmula de Lewis E E E E N de Valncias 4 3 2 1 simples N de Valncias 0 1 2 3 dativas Hidrognio - H 1 covalente normal
  • 34. Molculas do Tipo HxEOy cidos Oxigenados Todos os tomos de oxignio aparecem ligados ao elemento centrale cada tomo de hidrognio ficar ligado a um tomo de oxignio.Exemplo: cido sulfrico - H2SO4 O O H O S O H H-O-S-O-H O O
  • 35. LIGAES SGMA ( ) E PI ( )
  • 36. Orbitais moleculares e A B Um mesmo tomo pode fazer at 4 ligaes covalentescomuns mas, entre doistomos, o nmero mximo de ligas covalentes comuns 3.Dependendo da quantidade deligaes e dos orbitais em que ABestas se formam, podemos represent-las por ou . A B
  • 37. Caractersticas de CompostosMoleculares So, em geral, lquidos ou gasosos nascondies ambientes (se slidos, fundem-sefacilmente); Possuem baixos P.F. e P.E.; No conduzem corrente eltrica (exceopara cidos, em soluo aquosa e CarbonoGrafite) ; So formados por molculas.
  • 38. Exerccios de fixao:Pgina 581. Indique entre os compostos a seguir aqueles em que encontramos apenas ligaes covalentes: I- NaCl II- CCl4 III- SO2 IV- KCl V- Na2SO4 a) I e II b) II e III c) I e IV d) IV e V e) III e IV2. O nmero mximo de ligaes covalentes normais e coordenadas do tomo do elemento qumico cloro, que halognio, do 3 perodo, pode ser representado por: a) Cl b) Cl c) Cl d) Cl e) Cl
  • 39. Exerccios de fixao:3.Uma certa molcula linear formado por trs tomos ligados entre si por uma ligao simples covalente e uma ligao tripla covalente. Sendo assim, existiro nessa molcula: a) 4 ligaes d) 3 ligaes e 1 ligao b) 4 ligaes e) 2 ligaes e 2 ligaes c) 1 ligao e 3 ligaes 4. Qual das frmulas abaixo prevista para o composto formado por tomos de fsforo e flor, considerando o nmero de eltrons da camada de valncia de cada tomo? F | P | | | a) P F b) P F P c) F F P d) F P F e) P F P
  • 40. GEOMETRIA MOLECULARDEPENDE: Disposio espacial dos ncleos dos tomos. Repulso dos pares eletrnicos das ligaes ou pares livres dos tomos.Obs. Toda molcula formada por dois tomos sempre linear.
  • 41. Nuvens EletrnicasQuando se tratar de molculas com trs oumais tomos, considera-se uma nuvemeletrnica para os casos: Ligao covalente simples Ligao covalente dupla Ligao covalente tripla Par de eltrons no ligante
  • 42. Formas Geomtricas TOMOS HIBRIDIZADOS:1) sp linear (ex: BeH2, CO2, etc.)2) sp2 trigonal (ex: BF3,, BH3, etc.)3) sp3 tetradrica (ex:CH4, SiH4, etc.) TOMOS NO HIBRIDIZADOS:1) 2 tomos linear (ex: H2, HCl, etc.)2) 3 tomos angular (ex: H2O, SO2, etc.)3) 4 tomos piramidal (ex: PH3, NH3, etc.)
  • 43. GEOMETRIA1 - Molculas diatmicas = so sempre linearesEx= H2, Cl2, HCl, HBr......2- Molculas poliatmicas A geometria determinada pelo nmero depares de eltrons em torno do tomo central.
  • 44. Dois pares ligantes Linear (1800) Ex= CO2, CS2.... : = C = :Trs paresTodos ligantes Trigonal plana (120 0) Ex = SO3, BF3.
  • 45. - Dois ligantes e um no ligante Angular plana (~1050) Ex = SO2Quatro pares-Todos ligantes Tetradrica (109028) Ex = CH4
  • 46. - Trs ligantes e um no ligante Piramidal (~107 0) Ex = NH3- Quatro ligantes e dois no ligante QuadradoPlanar Ex = ICL4
  • 47. Cinco pares ligantes Bipirmide trigonalEx = PCl5 Quatro Ligaes E Um Par Eletrnico Livre - Gangora Ex = SF4
  • 48. Trs pares ligantes e Dois No Ligantes Forma T Ex = ClF3Seis pares ligantes Bipiramide Tetradrica BaseQuadrada ou Octadrica Ex = SF6
  • 49. - Cinco ligantes e Um no ligante PirmideQuadrada Ex = FCL5- Sete ligantes e Zero no ligante BipirmidePentagonal Ex = FB7
  • 50. GEOMETRIASMOLECULA
  • 51. Exerccios de fixao:Determine a forma geomtrica das espcies qumicas abaixo: SCl2 BF3 HCl O3 PH3 CO2 P4 SiH4
  • 52. POLARIDADE DAS LIGAES Definio: acmulo de cargas eltricas em regies distintas da ligao plos. Ligaes inicas: so fortemente polarizadas, cada on define um plo da ligao. _ +
  • 53. Polaridade das Ligaes Ligaes covalentes: funo da diferena de eletronegatividade entre os tomos da ligao. Classificao: - Apolar: formadas por tomos de eletronegatividades iguais, a nuvem no se deforma. - Polar: formadas por tomos de eletronegatividade diferentes, a nuvem se deforma.
  • 54. Polaridade das LigaesLigao covalente apolar: H H H2 Ligao covalente polar: + - H ClHCl
  • 55. 1) Ligao Covalente Apolar: Ocorre entretomos iguais. Dessa forma, os tomospossuem mesma eletronegatividade e atraem,conseqentemente, o par eletrnicocompartilhado com a mesma intensidade.Ex.: H2, O2, N2 H H O par eletrnico eqidistante aos dois ncleos
  • 56. 2) Ligao Covalente Polar: Ocorre entre tomosdiferentes. Dessa forma, o tomo que possui maioreletronegatividade atrai o par eletrnicocompartilhado com maior intensidade.Ex.: HCl. O par eletrnico fica mais prximo do cloropois este tomo atrai mais fortemente os eltrons daligao covalente (porque mais eletronegativo). + - A ligao forma H Cl um dipolo eltrico
  • 57. Obs. Quanto maior a diferena deeletronegatividade entre os tomos maior apolarizao. F > O > N = Cl > Br > I = S = C > P = H > metais A cada ligao covalente polarcorresponde um dipolo eltrico.Sero tantosdipolos, quantas forem as ligaes polares.
  • 58. As ligaes polares e os dipolos formadossero tanto maiores, quanto maior for a diferenade eletronegatividade entre os tomos ligantes. Ex: H-F > H-Cl > H-Br > H-I H2O > H2SRepresentao do dipolo = vetor momento dipolar
  • 59. POLARIDADE DAS MOLCULAS Definio: acmulo de cargas eltricas em regies distintas da molcula, sua fora depende da polaridade das ligaes e da geometria molecular. Momento dipolar: o vetor que orienta a polaridade da ligao, plo positivo para o negativo. Ex: H Cl Momento dipolar resultante ( r): vetor que define a polaridade da molcula, soma dos vetores.
  • 60. Polaridade das Molculas Molcula apolar: momento dipolar ( r) = zero. Ex: molcula do gs carbnico CO2. O=C=O O C O r = Zero Molcula polar: momento dipolar ( r) zero. Ex: molcula da gua H2O. O O r Zero (polar) H H H H
  • 61. Exerccios de fixao:1. Os tipos de ligaes dos compostos LiF, SCl2 e Cl2 so, respectivamente: a) covalente apolar, covalente polar e inica. b) inica, covalente apolar e covalente apolar. c) covalente polar, inica e covalente apolar. d) covalente apolar, inica e covalente polar. e) inica, covalente polar, covalente apolar.2. Dadas as molculas O2, PCl3, BeH2, C5H10 e CHCl3 o nmero de molculas polares : a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 53. Dos solventes abaixo, o mais indicado para dissolver enxofre (S 8) : a) H2O (gua) d) CS2 (dissulfeto de carbono) b) C2H5OH (lcool etlico) e) C3H8O3 (glicerina) c) HCCl3
  • 62. LIGAES INTERMOLECULARES DEFINIO: ligaes entre as molculas de substncias no estado slido ou lquido. Tipos de ligaes intermoleculares: 1) Ligao Dipolo Dipolo: ocorrem entre as molculas polares. 2) Pontes de Hidrognio: ocorrem entre molculas fortemente polarizadas, quando o H se encontra ligado aos tomos de F, O e N. 3) Ligao Dipolo Induzido Dipolo Induzido: ocorrem entre as molculas apolares.
  • 63. Foras Intermoleculares e as Propriedades PF e PE Dois fatores influem nos PF e PE: 1) Ligaes intermolecular: quanto maior a intensidade das foras de ligao, maiores os PF e PE da substncia. Ordem crescente da intensidade de interao: Dipolo induzido < dipolo dipolo < pontes de H 2) O tamanho das molculas: quanto maior o tamanho das molculas, maiores o PF e PE da substncia.
  • 64. Foras Intermoleculares e as Propriedades PF e PE Exemplos:PE PE SnH4 100 H2O GeH4 SeH4 0 H2Te H2S H2Se CH4 - 100 Tamanho da molcula Tamanho da molcula
  • 65. LIGAO METLICA Definio: ligaes entre tomos de metais queformam retculos cristalinos de ctions fixos unidospor uma nuvem de eltrons livres da camada devalncia. Retculo Cristalino
  • 66. Caractersticas dos Metais Slidos a temperatura ambiente, exceo do Hg (lquido). Apresentam brilho metlico, fundidos perdem o brilho,exceo para o Mg e Al. Densidade superior a da gua, exceo para os alcalinos.Menor Li = 0,53 g/mL, maior Os = 22,5g/mL. PF muito varivel, menor Cs = 28,5C, maior W = 3382C. Bons condutores de eletricidade e calor. maior Aucondutividade eltrica, seguida do Ag, Cu e Al. Maleabilidade e ductibilidade.
  • 67. Ligas Metlicas Definio: materiais com propriedades metlicasque contm dois ou mais elementos, sendo pelo menosum deles metal. Exemplos: - Liga de metais para fusveis ( Bi, Pb, Sn e Cd) - Liga de ouro de joalharia (Au, Ag e Cu) - Amlgama dental (Hg, Ag e Cu) - Bronze ( Cu e Sn) - Lato (Cu e Zn)
  • 68. Exerccios de fixao:1. Considere as seguintes substncias qumicas: H2, CH4, HCl, H2S e H2O. Qual delas apresenta molculas associados por pontes de hidrognio? a) H2 b) CH4 c) HCl d) H2S e) H2O2. A figura que melhor representa a evaporao do metanol (CH 3OH) : a) b) c) d) e) H H C O OH H 3OH O CH 3 C H OH H H CH 3 H OH- CH3OH OH O CH 3 CH+3 C O H CH+3 H CH 3 H H CH 3 OH- OH CH CH OH OH OH 3 CH 3 3 3 CH CH 3OH CH3OH CH3OH CH3OH CH3OH CH3OH
  • 69. Exerccios de fixao:3. Dentre os cloretos a seguir, o mais voltil, provavelmente : a) CCl4 b) SiCl4 c) GeCl4 d) SnCl4 e) PbCl4
  • 70. 4. O ferro slido e o cloreto de sdio fundido conduzem corrente eltrica. O que h no ferro e no sal que explicam tal comportamento? Quando H recebe um eltron e se transforma em nion, podemos dizer que ohidrognio passa a ser hlio? Por qu? O nmero de massa (A) do 27Al se altera quando ele se transforma em Al 3+? Por qu?5. Um elemento metlico forma um sulfeto de frmula M 2S3. A frmula de seu cloreto ser:6. Sabendo que o elemento E pertence ao subgrupo 2A e que o elemento D pertence ao subgrupo 7A, escreva a frmula do composto constitudo por E e D e a natureza da ligao entre eles.7. tomos neutros representados por 73X ao se unirem a tomos de flor formam o composto inico de frmula:8. Sejam os elementos X com 53 eltrons e Y com 38 eltrons. Depois de fazermos a sua distribuio eletrnica, podemos afirmar que o composto mais provvel formado pelo elementos :
  • 71. 9. Qual o nmero de ligaes coordenadas nas molculas de H2SO4, H3PO4 e SO2, respectivamente?10. Quais ligaes so apresentadas pelo cloreto de amnio (NH4Cl) possui:11. Dadas as molculas: HCl. H2O NH3. BF3. CH4. Quais so polares:12. Qual o tipo de interao que se manifesta entre as molculas de: NH3?
  • 72. 13. Comparando-se as temperaturas de ebulio dos compostos HF, HCl, HBr, HI, nota-se que a do HF muito elevada em relaoaos demais. Como poderamos explicar esse fato?14. A congelao da gua na superfcie dos lagos em pases friosocorre pela: a) ruptura de ligaes intermoleculares. b) Ruptura de ligaes intramoleculares. c) Formao de ligaes intermoleculares. d) Formao de ligaes intramoleculares. e) Formao de ligao inter e intramoleculares.15.O dixido de carbono solidificado, as molculas de CO2 serounidas por ligaes: