Ligações química

Ciências da Natureza e suas Tecnologias - Química

Ensino Médio, 1ª Série 9 (adaptado para o 9º ano – Ensino Fundamental)

Ligações Química

QUÍMICA, 1º Ano do Ensino MédioLigações Iônicas

O açúcar utilizado em casa é a

sacarose (C12H22O11)

O sal de cozinha é o

cloreto de sódio (NaCl).A água oxigenada comercial é peróxido

de hidrogênio (H2O2) aquoso.

O troféu de campeão da Copa do

Mundo FIFA é feita com ouro (Au)!Seus átomos se unem

por ligações covalentes!

Seus átomos se unem

por ligações covalentes!


por ligações metálicas!


por ligações iônicas!

Imagens: (a

)Editor

at Larg

e/ C

reative C

om

mons A

ttribution-S

hare

Alik

e 2

.5 G

eneric;

(b)

Robert

o/C

reative

Com

mons-A

trib

uiç

ão-P

art

ilha n

os M

esm

os T

erm

os 3

.0 N

ão

Adapta

da(c

) A

lex K

him

ich

/ P

ublic

Dom

ain

; (d

) OndřejM

angl/P

ublic

Dom

ain



QUÍMICA, 1º Ano do Ensino MédioReações Químicas – condições para ocorrência

QUÍMICA, 1º Ano do Ensino MédioReações Químicas – condições para ocorrência

Imagens: (a

) R

olf S

üssbrich

/ G

NU

Fre

eD

ocum

enta

tion

Lic

ense

; (b

)

Bkell/

Public

Dom

ain

; (c

) D

msar/

Cre

ative C

om

mons A

ttribution

-Share

Alik

e 3

.0

Unport

ed; (d

)F

lickr/

Cre

ative

Com

mons

-A

trib

uiç

ão 2

.0 G

enérica.


O Planalto da Borborema é uma região montanhosa dointerior do Nordeste do Brasil, mais conhecida como Serradas Russas.

O extintor de incêndiocontém dióxido decarbono (CO2).

Os letreiros luminosos sãopreenchidos com gás neônio(Ne).

O rubi é uma pedra preciosaformada de óxido de alumínio(Al2O3), principalmente.

As rochas são formadas a partirde átomos que SE LIGAMIONICAMENTE!

Seus átomos se unem por ligações iônicas!

Seus átomos se unem por ligações covalentes!

Seus átomos são isolados, NÃO SE LIGAM!

Toda substância existente naTerra é formada pela combinaçãode elementos químicos, exceto osgases nobres (raros);os gases nobres estão na coluna18 (Grupo 8A) da Tabela Periódica.


Teoria do Octeto

18 Ar = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

36Kr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6

54Xe = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6

86Rn = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6

10Ne = 1s2 2s2 2p6

2He = 1s2 Camada de Valência (camada K) com 2 elétrons.

Camada de Valência com 8 elétrons nos demais gases nobres.

Estudando-se as estruturas eletrônicas dos gases nobres, percebe-se:


Teoria do Octeto Percebemos que todos os gases do grupo 18 da tabela

periódica (exceto o hélio) possuem oito elétrons em suaúltima camada;

como esses gases pareciam não formar ligação com outroselementos, foram chamados de gases nobres pelos cientistas;

estudando os demais elementos, os cientistas perceberamque, ao formarem ligações, eles também adquiriam oitoelétrons em sua última camada;

assim, uma condição para um átomo possuir estabilidade éele adquirir oito elétrons na última camada:

é a Teoria do Octeto!


Teoria do Octeto Um átomo, para adquirir estabilidade, deverá possuir camada fechada,

isto é, estar com oito elétrons em sua última camada (ou dois elétrons nacamada K, desde que esta seja a camada de valência).

11Na = 1s2 2s2 2p6 3s1

11Na+ = 1s2 2s2 2p6

K = 2; L = 8; M = 1 Perde 1 elétron para adquirir o octeto.

Família 1 A (Grupo 1):

K = 2; L = 8

12Mg = 1s2 2s2 2p6 3s2

12Mg2+ = 1s2 2s2 2p6

K = 2; L = 8; M = 2 Perde 2 elétrons para adquirir o octeto.


K = 2; L = 8


13Al = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1

13Al3+ = 1s2 2s2 2p6

K = 2; L = 8; M = 3 Perde 3 elétrons para adquirir o octeto.


K = 2; L = 8

7N = 1s2 2s2 2p3

7N– 3 = 1s2 2s2 2p6

K = 2; L = 5 Ganha 3 elétrons para adquirir o octeto.


K = 2; L = 8

8O= 1s2 2s2 2p4

8O2 – = 1s2 2s2 2p6

K = 2; L = 6 Ganha 2 elétrons para adquirir o octeto.


K = 2; L = 8


9F= 1s2 2s2 2p5

9F–= 1s2 2s2 2p6

K = 2; L = 7 Ganha 1 elétron para adquirir o octeto.


K = 2; L = 8

Na natureza, as substâncias buscam um estado energético mais estável, ou seja, de menor energia!

Configuração de camada fechada:

Esta regra só é válida para os elementos representativos.

ns2 np6

Ener

gia

Distância entre os átomos

Menor estabilidade

Maior estabilidade

Imagem do Autor


Ligações Iônicas

1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A

Metais Ametais

Perdem elétrons Ganham elétrons

Apenas compartilham elétrons.

Tendem a formar ligações covalentes.

Os átomos se unem a partir da transferência

de elétrons!

Um átomo GANHA e o outro PERDE elétrons para obter o octeto!


Ligações Iônicas

são as ligações que ocorrem a partirda transferência de elétrons de umMETAL para um AMETAL;

• o METAL perderá elétrons e tornar-se-á umCÁTION;

• o AMETAL ganhará os elétrons cedidos etornar-se-á um ÂNION.


Representação de Lewis

ClClNa Na

1 elétron na camada de valência.

+–

7 elétrons na camada de valência.

O elétron é transferido:

1A 7A

+ +

Formação do Cloreto de Sódio (NaCl)

Retículo cristalino do NaCl.


Imagem

:B

enja

h-b

mm

27/P

ublic

Dom

ain

Gilbert Newton Lewis (1875 — 1946)• foi um químico norte-americano;

• estudou na Universidade de Harvard;

• de 1907 a 1912, foi professor de Físico-química no Institutode Tecnologia de Massachusetts;

• em 1912, mudou-se para a Universidade da Califórnia, ondefoi professor de Química e reitor até a sua morte;

• propôs o nome "fóton" para o quantum da radiação luminosaem 1926;

• introduziu o desenho da camada de valência nos respectivosátomos, sendo esse novo conceito de fundamentalimportância na ligação iônica, o que acabou por facilitar avisualização da troca de elétrons entre os íons.


Fique atento!• A ligação iônica é também chamada de

ligação eletrovalente ou heteropolar;

• nas ligações iônicas, as substâncias sãoneutras, pois as cargas anulam-se:

ClClMg Mg2+

–2A 7A

+ +Cl

7A

+

MgCl2Eletricamente neutro!

2


y –x+

Fórmula Geral de um Composto Iônico

C A

C ACátion Ânion

CA

Fórmula Iônica:

A fórmula iônica representa a menor proporção no retículo

cristalino!

Perdem elétrons Ganham elétrons

Átomos neutros

Será o índice do ânion

y x

Será o índice do cátion


Características dos compostos iônicos não conduzem corrente elétrica no estado sólido;

os íons, ao se ligarem, neutralizam suas cargas e impedem que acorrente elétrica flua;

conduzem corrente quando fundidos ou em solução aquosa;

ao acontecer o processo de fusão ou solvatação (com a adição daágua), os íons separam-se, permitindo a passagem da correnteelétrica;

são sólidos à temperatura ambiente;

por causa da força de atração entre os cátions e os ânions;

possuem altos pontos de fusão e de ebulição;

para romper as ligações iônicas, é necessário adicionar muitaenergia. Por isso, os pontos de fusão e de ebulição são altos.


Fique Atento!

as substâncias iônicas são duras, mas quebradiças quandosubmetidas a impactos;

como a ligação iônica envolve a formação de íons de cargasopostas, as propriedades das substâncias iônicas dependemdessa atração dos cátions pelos ânions;

a separação dos compostos iônicos em seus íons constituintesrecebe o nome de dissociação iônica;

para ocorrer a dissociação iônica, adiciona-se águageralmente (é a solvatação);

em solução aquosa, os compostos iônicos passam a conduzir acorrente elétrica.


Condução de corrente elétrica

• Para verificar a condução da corrente elétrica,assista a alguns experimentos em:

http://www.youtube.com/watch?v=xZ5cDldCvNM&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=F1gVlPnbVkY

http://www.youtube.com/watch?v=rfw78ziYPxw






http://www.youtube.com/watch?v=F1gVlPnbVkY

http://www.youtube.com/watch?v=rfw78ziYPxw

Solvatação do Sal de Cozinha

Solvatação do NaCl

a parte negativa (-) da água fica voltada para o cátion (Na+);

e a positiva (+) volta-se para o ânion (Cl-);

a disposição do retículo cristalino do NaCl écúbica;cada cátion (Na+) está rodeado por 6 ânions(Cl-) e vice-versa.

Os íons fora do plano foram ocultados para simplificar a visualização!


Cl-

Cl-

-Cl

-Cl

Cl-

Cl-

Imagem

:E

yal B

airey/

Public

Dom

ain

Imagem

:T

axm

an/P

ublic

Dom

ain

Nomenclatura de Compostos Iônicos

para representar a fórmula de um compostoiônico, inicialmente escrevemos o cátion edepois, o ânion;

para nomear os compostos iônicos,procedemos de forma inversa:

NOME DO CÁTION + DE + NOME DO ÂNION

CyAxCx+Ay-


Tabela dos CátionsCátion Nome Carga

Família 1 A Lítio, sódio, potássio, rubídio +1

Ag+ Prata +1

NH4+ Amônio +1

Família 2 A Berílio, magnésio, cálcio, estrôncio, bário +2

Zn+2 Zinco +2

Cu+2 Cobre +2

Fe+2 Ferro II +2

Fe+3 Ferro III +3

Al+3 Alumínio +3

Ni+3 Níquel +3

Sn+4 Estanho +4

Pt+4 Platina +4

Fique Atento!

A maioria dos elementosda tabela periódica sãometais de transição e,como tais, possuemcarga elétrica variável!


Tabela dos ÂnionsÂnion Nome Carga

Cl- Cloreto -1

Br- Brometo -1

I- Iodeto -1

F- Fluoreto -1

ClO- Hipoclorito -1

IO3- Iodato -1

NO3- Nitrato -1

CN- Cianeto -1

OH- Hidróxido -1

S-2 Sulfeto -2

SO42- Sulfato -2

O-2 Óxido -2

PO43- Fosfato -3

N-3 Nitreto -3

Para visualizar mais cátions e ânions, recomenda-se visitar:

http://omestre.awardspace.com/images/tabelas/ions.pdf , acesso em 07/07/2012.


http://omestre.awardspace.com/images/tabelas/ions.pdf

http://omestre.awardspace.com/images/tabelas/ions.pdf

Exercícios sobre NomenclaturaConsultando a tabela de cátions e ânions, qual o

nome e as fórmulas das substâncias formadas entre:

a) Cálcio (Ca) e Flúor (F)

Ca está na família 2A, portanto perde 2 elétrons;

F está na família 7A e ganha 1 elétron para completar o octeto.

Ca2+ F-1 CaF2

Invertendo as cargas para obter os índices

Cálcio Fluoreto

ÂNION + de + CÁTION

Fluoreto de Cálcio


Exercícios sobre Nomenclaturab) O cátion Na+ e o ânion ClO-:

c) O cátion Fe+3 e o ânion SO42-:

Na+ ClO- NaClOInvertendo as cargas para obter os índices

Sódio Hipoclorito Hipoclorito de Sódio

Fe3+ SO42- Fe2(SO4)3


Ferro III Sulfato Sulfato de Ferro III

Sulfato Férrico

ÂNION + de + CÁTION

que é o produto ativoda água sanitária!


Imagem

:M

ark

Galla

gher/

Cre

ative C

om

mons –

Atr

ibuiç

ão -

Part

ilha n

os M

esm

os T

erm

os 2

.5 G

enérica

Aplicação no vestibular 1(FAEE-GO) Um elemento X, cujo número atômico é

12, combina-se com um elemento Y, situado nafamília 5A da tabela periódica, e resulta numcomposto iônico cuja fórmula provável será:

a) XY.

b) XY2.

c) X2Y.

d) X2Y3.

e) X3Y2.

X possui distribuição:12X = 1s2 2s2 2p6 3s2

portanto, perderá 2 elétrons para adquirir o octeto;como Y é um elemento da 5A, deverá ganhar 3elétrons para ficar com 8 elétrons na última camada:

X2+ Y-3 X3Y2



• (Covest) Um metal (M) do grupo 2A formaum óxido. A fórmula química deste óxido é dotipo:

a) M2O.

b) MO.

c) MO2.

d) M2O2.

e) M2O3.

Aplicação no vestibular 2

sabemos que o óxido é o ânion;o metal do grupo 2A perde 2 elétrons e torna-seo cátion:

M2+ O-2 M2O2


como a fórmula iônica representa a mínimaproporção entre átomos no retículo cristalino, sempreque for possível devem-se simplificar os índices nafórmula final.

MO


A Importância do Sal na Sociedade

• o sal (cloreto de sódio, NaCl) era, até o iníciodo século XX, um importante conservantealimentar. A tal ponto chegava suaimportância, que foi até mesmo usado comoforma de pagamento no período romano,sendo esta a origem da palavra "salário”;

• atualmente, o sal vendido comercialmentecontém entre 20 e 60 mg de iodo na formade iodato de potássio (KIO3);

• a carência de iodo na alimentação causa,entre outras doenças, o bócio (conhecidocomo papo): aumento excessivo da glândulada tireoide.


Imagem : Martin Finborud/Public Domain


Química e Sociedade: Anemia O ferro é indispensável à produção da hemoglobina (pigmento dos glóbulos vermelhos);

O ferro nas hemoglobinas permite o transporte de oxigênio, e sua falta denomina-seanemia.

A carência de ferro é a causa mais comum de anemia (anemia ferropênica).

No Brasil, verifica-se a anemia:

Nos lactentes (crianças que ainda mamam), quando alimentados com leite bovino. O ferrodo leite, já escasso, é mal absorvido;

O aleitamento materno, com absorção muito superior do ferro, evita a anemia.

Nas gestantes de baixa condição socioeconômica: a passagem de ferro pela placenta, paraas necessidades fetais, causa um balanço negativo de ferro; se não houver complementação,haverá anemia;

Nos idosos desassistidos: falta de recursos e dentadura em mau estado, por exemplo, fazempredominar a alimentação composta de café com leite, pão e sopas, pobres em ferro.

A anemia ferropênica cura-se em dois a três meses com a administração de sulfato ferroso(FeSO4) via oral. Outros compostos de ferro, mais caros e comercializados com a alegação deque são melhor tolerados pelo trato digestivo têm absorção insatisfatória.


Sulfato ferroso – Química contra a Anemia Composição - SULFATO FERROSO

• Drágea: SULFATO FERROSO ANIDRO 300 mg; excipiente q.s.p. 1 drágea.

• Gotas: SULFATO FERROSO HEPTA-HIDRATADO 125 mg; veículo q.s.p. 1 mL.

• Xarope: cada colher das de sobremesa contém: SULFATO FERROSO HEPTA-HIDRATADO 300 mg; veículo q.s.p. 10 mL.

Para saber mais sobre anemia, leia: http://www.abcdasaude.com.br/artigo.php?25 acesso em 08/07/2012.

Imagem

: B

enja

h-b

mm

27/

Public

Dom

ain

O termo anidro significa que a composição é quase100% pura;

Sulfato ferroso hepta-hidratado significa que oretículo cristalino do FeSO4 está rodeado por 7moléculas de água (H2O): FeSO4.7H2O

Veículo q.s.p é a abreviação para “quantidadesuficiente para”; em outras palavras, é a quantidadedeterminada de solvente necessária para completarum determinado volume.

http://www.abcdasaude.com.br/artigo.php?25



Aplicação no Vestibular 3(Covest 2002) Um dado material sólido é isolante à

temperatura ambiente e, quando fundido, conduzcorrente elétrica. Esse material pode ser:

0-0) o gelo seco, CO2(s).

1-1) o ferro metálico, Fe(s).

2-2) a bauxita, Al2O3(s).

3-3) o salitre do Chile, NaNO3(s).

4-4) a naftalina, naftaleno, C10H8(s).

Como vimos, apenas os COMPOSTOS IÔNICOS possuem ascaracterísticas descritas no enunciado.

Então...


Resposta: F-F-V-V-F0-0) A molécula de CO2 é formada pela ligação entre ametais

(C e O). É um composto molecular.

1-1) O ferro é uma substância formada apenas pela união deátomos de ferro (Fe) entre si por ligações metálicas, queconduz corrente elétrica no estado sólido.

2-2) A bauxita é óxido de alumínio (Al2O3), formado pelacombinação entre um metal (Al) e um ametal (O). Portanto, éum composto iônico.

3-3) NaNO3 é composto pela união entre o metal Na e osametais N e O. É um composto iônico.

4-4) Os ametais C e H se ligam para formar o naftaleno. É umcomposto molecular.


Tabela de Imagens

n° do slide

direito da imagem como está ao lado da foto

link do site onde se consegiu a informação Data do Acesso

2A Editor at Large / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Raw_sugar_closeup.jpg

24/08/2012

2B Alex Khimich / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydrogen_peroxyde_uk.jpg

24/08/2012

2C Ondřej Mangl / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Chlorid_sodn%C3%BD.JPG

24/08/2012

2D Roberto /Creative Commons-Atribuição-Partilha nos Mesmos Termos 3.0 Não Adaptada

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Copa_Mundial_de_la_FIFA_2010.jpg

24/08/2012

3A Rolf Süssbrich / GNU Free Documentation License

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Neon_light.jpg

24/08/2012

3B Bkell / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cut_Ruby.jpg

24/08/2012

3C minima.das.alagoas / Creative Commons -Atribuição 2.0 Genérica.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Serra_das_Russas.jpg

24/08/2012

3D Dmsar / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fire_extinguisher.jpg

24/08/2012

12 Benjah-bmm27 / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sodium-chloride-3D-ionic.png

24/08/2012

19A Taxman / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Na%2BH2O.svg

24/08/2012

Tabela de Imagens

n° do slide

direito da imagem como está ao lado da foto

link do site onde se consegiu a informação Data do Acesso

19B Eyal Bairey / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:NaCl_crystal_structure.png

24/08/2012

24 MarkGallagher / Creative Commons –Atribuição-Partilha nos Mesmos Termos 2.5 Genérica

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Bleach-bottle.jpg

24/08/2012

27 Martin Finborud / Public Domain http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Kone_med_stor_struma.jpg

24/08/2012

29 Benjah-bmm27 / Public Domain http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Iron(II)-sulfate-heptahydrate-sample.jpg

24/08/2012

Education

Ligações química