terça-feira, 4 de novembro de 2008

LIGAÇÕES QUÍMICAS

LIGAÇÕES QUÍMICAS
Neste capítulo você vai saber como os átomos ligam-se uns aos outros, formando as moléculas e os diferentes compostos químicos. Antes você deve saber o que é um átomo.


MOLÉCULA
Molécula é um conjunto de átomos unidos. Este conjunto possui propriedades diferentes dos átomos isolados. Por exemplo:

o ferro é um metal magnético, de cor cinza, duro.
o oxigênio é um gás de cor azulada
a ferrugem (combinação do ferro e do oxigênio) é um pó, de cor castanho-avermelhada

REGRAS DO OCTETO
Quando dois átomos encontram-se, suas últimas camadas eletrônicas são as que se "tocam". É através delas que os átomos se ligarão. Analisando os átomos conhecidos, de modo geral pode-se estabelecer algumas regras pelas quais estes átomos ligam-se.


Quando um átomo tiver exatamente 8 elétrons nesta última camada eletrônica, há uma "estabilidade" e ele não liga-se a outros átomos. Não podemos formar compostos químicos com estes elementos (He = hélio, Ne = neônio, Ar = argônio, Kr = criptônio, Xe = xenônio e Rn = radônio).
Quando um átomo possui menos de 8 elétrons em sua última camada ele deverá "associar-se" a outros átomos para completar ou eliminar esta camada incompleta.
Com 1, 2 ou 3 elétrons ele procura eliminar estes elétrons.
Com 5, 6 ou 7 ele procura completar a última camada até 8.
Com 4 elétrons tanto faz: pode doar 4 ou ganhar outros 4, dependendo do elemento químico em questão.
Ao perder elétrons, o átomo fica positivo devido ao desequilíbrio entre prótons (+) e os elétrons (-) remanecentes.

Ao ganhar elétrons o átomo fica negativo pois terá mais elétrons que prótons.

O átomo adquire tantas cargas elétricas quanto forem os elétrons transferidos. Veja os exemplos com o sódio (número atômico 11) e com o oxigênio (número atômico 8):



Algumas novas palavras:

Íon é o átomo com carga elétrica.
Cátion é o íon de carga positiva, que perdeu elétrons, geralmente um metal.
Ânion é o íon de carga negativa, que ganhou elétrons, geralmente um elemento não metálico.
Representamos as cargas elétricas adquiridas no símbolo do elemento: Na1+ O2-


EXERCÍCIOS
1) Represente simbolicamente os seguintes íons:

a) potássio quando perde um elétron e) enxofre quando ganha 2 elétrons
b) magnésio quando perde 2 elétrons f) iodo quando ganha um elétron
c) carbono quando ganha 4 elétrons g) fósforo quando ganha 3 elétrons
d) alumínio quando perde 3 elétrons h) manganês quando perde 2 elétrons


LIGAÇÃO IÔNICA
Os elétrons doados por um átomo devem chegar a outro. Como elementos diferentes transferem diferentes números de elétrons, a molécula deve possuir um número adequado de átomos.

Para reunir sódio e oxigênio, por exemplo, é necessário ter-se dois átomos de sódio (íons positivos) para cada um átomo de oxigênio (íon negativo). É a força de atração entre íons de cargas elétricas diferentes que mantém a molécula unida.

A carga elétrica de um íon significa o número de ligações (troca de elétrons) que ele tem que fazer com outro. esta carga chama-se valência.

O composto formado tem fórmula química Na2O. Observe que o total das cargas iônicas (+) e (-) devem equilibrar-se. Veja os exemplos:

Na+Cl-, cargas ou ligações iguais, teremos um átomo de cada elemento:
NaCl com cargas ou ligações iguais: (1+) e (1-)
Na+ P3-, faltam cargas positivas ou átomos de sódio,
se forem 3 de sódio teremos Na3 P, com cargas ou ligações iguais: 3 · (1+) e (3-)

Ca2+Cl-, faltam cargas negativas ou átomos de cloro,
se forem 2 de cloro teremos CaCl2, com cargas ou ligações iguais: (2+) e 2 · (1-)

Ca2+O2-, cargas ou ligações iguais, fica assim mesmo: CaO, com cargas ou ligações (2+) e (2-)

Ca2+P3-, cargas totalmentes diferentes, as ligações ou cargas devem ser 6, múltiplas das valências 2 e 3.
Usamos como índices as próprias valências invertidas: Ca32+ P23- ou Ca3P2 com cargas elétricas ou ligações equivalentes 3 · (2+) e 2 · (2-)

Lembre-se: o total das cargas elétricas deve ser neutro! Confira sempre o total das cargas elétricas para saber se os índices dos elementos estão certos:

Al2O é uma fórmula ou composição química errada, inexistente,
pois Al23+ = 2 · (3+) = 6+ não neutraliza as cargas do O2- = 2-
Al2 O3 é uma fórmula ou composição química correta,
pois Al23+ = 2 · (3+) = 6+ e neutraliza as cargas do O32- = 3 · (2-) = 6-


EXERCÍCIOS
2) Usando os elementos de a até h do exercício anterior, faça a representação da molécula dos compostos binários (formados por dois elementos) das seguintes combinações:

a) a com c d) b com c g) d com c
b) a com e e) b com e h) d com e
c) a com f f) b com f i) d com f

LIGAÇÃO COVALENTE


Esta ligação ocorre entre átomos não metálicos, isto é, entre átomos que desejam receber elétrons para completar 8 na áltima camada eletrônica. Neste caso cada átomo atrai um elétron do outro átomo e vice-versa. Temos então um par de elétrons "presos" entre dois átomos. Cada par eletrônico é considerado como pertencente a ambos os átomos.

Na figura ao lado temos um exemplo com o gás oxigênio, cuja molécula tem dois átomos, ou O2. Observe que os átomos de oxigênio ficaram com apenas 7 elétrons na última camada, e não com os 8 que dariam estabilidade. Será necessário fazer outro par eletrônico.

No caso do gás carbônico CO2 o carbono necessita 4 elétrons e o oxigênio apenas 2. serão necessários dois átomos de oxigênio para fazer as ligações do carbono, num total de quatro pares eletrônicos.

Simplificamos os pares eletrônicos por um "tracinho" ligando os símbolos.



O2 fica O=O
CO2 fica O=C=O
PF3 fica
Os elementos halogêneos, como o flúor (F), fazem um par eletrônico.
Os elementos calcogêneos, como o oxigênio (O), fazem dois pares eletrônicos.
Os elementos da família 5A, como o fósforo (P), fazem três pares eletrônicos.
O carbono faz quatro pares eletrônicos.


EXERCÍCIOS
4) Represente a estrutura das ligações entre os átomos nas moléculas formadas por:

a) enxofre e oxigênio b) nitrogênio e cloro c) carbono e enxofre


RADICAIS
São "pedaços" de moléculas, geralmente formada por ligações covalentes. Os radicais são íons negativos (ânions), possuem nome e determinam o nome do composto. Você encontra a grande maioria deste ânions nas tabelas, assim como seu nome e valência. Como exemplos temos:


(SO4) 2- = sulfato (NO2) 1- = nitrito (CN) 1- = cianeto
Observe que o nome dos ânions terminam em:

...ato, quando tem mais oxigênio
...ito, quando tem pouco oxigênio
...eto, quando não possui oxigênio
Estes ânions deverão sempre estar acompanhados por um cátion metálico, que completa o composto químico:

Na1+2 (SO4) 2- ou Na2SO4
Al23+ (SO4)32- ou Al2 (SO4)3

EXERCÍCIOS
5) Identifique o nome, a valência e a fórmula química dos compostos do alumínio de todos os ânions da tabela que possua nitrogênio (N).


Respostas: 1a) K 1+; 1b) Mg2+; 1c)C 4-; 1d) Al 3+; 1e) S 2-; 1f) I 1-; 1g) P 3-; 1h)Mn 2+; 2a) K4C; 2b) K2S; 2c) KI; 2d) Mg2C; 2e) MgS; 2f) MgI2; 2g) Al4C3; 2h) Al2S3; 2i) AlI3;3) Cl2O - Cl2O3 - Cl2O5 - Cl3O - Cl2O7 - Br2O - Br2O5; I2O - I2O5 - I2O7 - At2O - At2O3 - At2O5 - At2O7; 4) nitrito, 3-, AlN; cianeto, 1-, Al(CN)3; ferricianeto, 3-, Al Fe(CN)6, ferrocianeto, 4-, Al4[Fe(CN)6,]3; nitrito, 1-,Al(NO2)3; nitrato, 1-, Al(NO3)3

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