QUÍMICA

PROF. SAUL SANTANA

LIGAÇÕES QUÍMICAS

Ligação Química

O conceito de configuração eletrônica e o desenvolvimento da Tabela Periódica permitiu aos químicos uma base lógica para explicar a formação de moléculas e outros compostos.

A explicação de Lewis é que os átomos reagem de forma a alcançar uma configuração eletrônica mais estável (correspondendo à configuração de um gás nobre.)

O que é uma ligação química? É o conjunto de forças que mantém os átomos unidos entre si, dando origem a moléculas. Em todos os tipos de ligação química as forças de ligação são essencialmente eletrostáticas, isto é, forças entre cargas eléctricas.

Tipos de Ligação Química

Ligação iônica

Ligação covalente

Ligação metálica

Regra do Octeto = os átomos tendem a ganhar, perder ou compartilhar elétrons, de tal forma que tenham 8 elétrons na camada de valência.

C gostaria de N gostaria de O gostaria de

ganhar 4 elétronsganhar 3 elétronsganhar 2 elétrons

TEORIA DO OCTETO

LIGAÇÕES QUÍMICAS

CLASSIFICAÇÃO DAS LIGAÇÕES

IÔNICA: : caracterizada pela transferência de elétrons.

Ocorre entre: METAL e AMETAL

METAL e HIDROGÊNIO

Representações de LewisRepresentações de Lewis

Os elementos de transição têm camadas internas incompletas e não podemos (em geral) escrever a notação de Lewis para estes

elementos.

Estrutura Eletrônica de Estrutura Eletrônica de LewisLewis

Os símbolos dos elementos rodeado por pontos Os símbolos dos elementos rodeado por pontos (ou x) representam os elétrons de valência(ou x) representam os elétrons de valência

1 2 13 14 15 16 17 1 2 13 14 15 16 17 18 18

HH He: He:

LiLi BeBe B B C C N N O O :: F F ::Ne Ne ::

NaNa Mg Mg Al Al SiSi PP SS ::Cl Cl ::Ar Ar ::

Ex de ligação iônica: Cloreto de sódio

Propriedades dos compostos iônicos:São sólidos nas condições ambiente

Apresentam altos pontos de fusão e ebulição

São condutores de eletricidade quando no estado liquido (fundidos) ou quando dissolvidos em água.

A maioria dos compostos são solúveis em água.

DETERMINAÇÃO DA FÓRMULA DE UM COMPOSTO IÔNICO

Alguns cátionsAlguns cátions

Grupo 1Grupo 1 Grupo 2Grupo 2 Grupo 13Grupo 13

HH++ MgMg2+2+ AlAl3+3+

LiLi++ CaCa2+2+

NaNa++ SrSr2+2+

KK++ BaBa2+2+

LIGAÇÃO COVALENTE: formação de pares eletrônicos

Ocorre entre: AMETAL e AMETAL

AMETAL e HIDROGÊNIO

HIDROGENIO E HIDROGENIO

Propriedades dos compostos moleculares:São sólidos, líquidos ou gasosos nas condições ambienteForte atração interatômica;Forte atração interatômica;Não garante forte atração entre moléculas (geralmente Não garante forte atração entre moléculas (geralmente

fraca)fraca)Ex: diamante (elevada dureza)

Metano (condensação a -161 oC)

Apresentam baixos pontos de fusão e ebulição (comparados aos iônicos)

São maus condutores de eletricidade, alguns podem conduzir quando em meio aquoso (ionização).

A maioria dos compostos são solúveis em solventes orgânicos.

LIGAÇÕES METÁLICASMAR DE ELÉTRONSMAR DE ELÉTRONS

Formada entre átomos de elementos Formada entre átomos de elementos metálicos.metálicos.

Nuvem ou mar de elétrons ao redor dos Nuvem ou mar de elétrons ao redor dos átomos. átomos.

Bons condutores eltrônicos, brilhantes, pontos Bons condutores eltrônicos, brilhantes, pontos de fusão bastante elevados.de fusão bastante elevados.

Exemplos; Na, Fe, Al, Au, CoExemplos; Na, Fe, Al, Au, Co

As funções da As funções da QuímicaQuímica

InorgânicaInorgânica

Prof. Saul Santana.Prof. Saul Santana.

OS COMPOSTOS OS COMPOSTOS QUÍMICOSQUÍMICOS

Orgânicos: constituídos principalmente por Orgânicos: constituídos principalmente por átomos de carbono.átomos de carbono.

Inorgânicos: constituídos pelos demais átomos conhecidos.

As quatro principais As quatro principais funções funções da Química da Química

Inorgânica são:Inorgânica são:

ÁcidosÁcidos

BasesSais

Óxidos

ÁcidosÁcidos

É toda substância que quando adicionada à água É toda substância que quando adicionada à água sofre ionização, produzindo como íon positivo sofre ionização, produzindo como íon positivo exclusivamente o cátion H+.exclusivamente o cátion H+.

Propriedades

• Têm sabor azedo

•Alteram a coloração de indicadores ácido-base Conduzem corrente elétrica quando em solução aquosa

Nomenclatura:Nomenclatura:

Exemplos: HCl = ÁCIDO CLORÍDRICO

H2SO4 = ÁCIDO SULFÚRICOHNO3 = ÁCIDO NÍTRICO

H2CO3 = ÁCIDO CARBÔNICOHCN = ÁCIDO CIANÍDRICOHF = ÁCIDO FLUORÍDRICOH3PO4 = ÁCIDO FOSFÓRICO

BasesBases

São substâncias que, São substâncias que, quando adicionadas à quando adicionadas à água, produzem como água, produzem como ânion exclusivamente o ânion exclusivamente o íon OH ⁻.íon OH ⁻.

São também São também denominados hidróxidos.denominados hidróxidos.

Para escrever a fórmula, é preciso determinar a valência do cátion por meio de consulta à tabela de cátions.

Nome hidróxido de

Fórmula

Prata AgOH

Bário Ba(OH)2

Alumínio Al(OH)3

Ferro II Fe(OH)2

Ferro III Fe(OH)3

TABELA DE BASES IÔNICAS

NaOH = hidróxido de sódioNaOH = hidróxido de sódio Ca(OH)Ca(OH)2 2 = hidróxido de cálcio= hidróxido de cálcio KOH = hidróxido de potássioKOH = hidróxido de potássio Mg(OH)Mg(OH)22 = hidróxido de magnésio = hidróxido de magnésio

O pH de uma soluçãoO pH de uma solução

pH significa potencial hidrogeniônico, que é pH significa potencial hidrogeniônico, que é definido dentro de uma escala de 0 a 14.definido dentro de uma escala de 0 a 14.

pH<7 Solução ácida

pH=7 Solução neutra

pH>7 Solução básica

Os saisOs sais

A maioria dos sais que contêm metais A maioria dos sais que contêm metais representativos têm cor branca (por representativos têm cor branca (por exemplo: NaCl).exemplo: NaCl).

Sais com elementos de transição podem Sais com elementos de transição podem apresentar outras cores, como nos exemplos apresentar outras cores, como nos exemplos ao lado.ao lado.

É o resultado entre as reações de ácidos e É o resultado entre as reações de ácidos e bases, chamada reação de neutralização.bases, chamada reação de neutralização.

Crédito: Martyn F. Chillmaid/Science Photo Library/LatinStockFonte: Para viver juntos: Ciências, 9º ano: Ensino Fundamental. São Paulo: Edições SM, 2008, p. 145.

Os sais são compostos iônicos que possuem pelo menos um cátion diferente de H+ e um ânion OH-

NomenclaturaNomenclatura

Nome do ânionNome do ânion Nome do cátion+

Exemplo:

Cloreto de Alumínio AlCl₃=

NOMENCLATURA DE SAIS.NOMENCLATURA DE SAIS. NaCl = Cloreto de sódioNaCl = Cloreto de sódio KI = Iodeto de PotássioKI = Iodeto de Potássio NaNONaNO33 = Nitrato de Sódio = Nitrato de Sódio

CaCa33(PO(PO44))22 = Fosfato de Cálcio = Fosfato de Cálcio

NaHCONaHCO33 = Bicarbonato de Sódio = Bicarbonato de Sódio

CuSOCuSO44 = Sulfato de cobre. = Sulfato de cobre.

São compostos binários, ou seja, formados por São compostos binários, ou seja, formados por dois elementos químicos, sendo um deles o dois elementos químicos, sendo um deles o oxigênio e o outro qualquer outro elemento oxigênio e o outro qualquer outro elemento químico (exceto o flúor).químico (exceto o flúor).

ÓxidosÓxidos

Nomenclatura:

óxido de + nome do cátion metálico

Obs: Os nomes dos óxidos covalentes devem ser acrescidos dos prefixos “mono”, “di”, “tetra” etc.

Fórmula Molecular do óxido

Nome

CO Monóxido de carbono

CO2 Dióxido de carbono

SO2 Dióxido de ENXOFRE

P2O5 Pentóxido de Difósforo

Reações Reações QuímicasQuímicas

Prof. SAUL SANTANA.Prof. SAUL SANTANA.

1 – Conceito:1 – Conceito:

É um processo pelo qual certas substâncias É um processo pelo qual certas substâncias são transformadas em outras, em são transformadas em outras, em conseqüência de rearranjo de seus átomos.conseqüência de rearranjo de seus átomos.

Obs.: Evidência de ocorrência de Obs.: Evidência de ocorrência de reações químicasreações químicas

- mudança de cor;- mudança de cor; - liberação de gases (efervescência);- liberação de gases (efervescência); - formação de um sólido (precipitado);- formação de um sólido (precipitado); - aparecimento de uma chama ou - aparecimento de uma chama ou

luminosidadeluminosidade..

2 – Equação Química:2 – Equação Química:

É a representação gráfica de uma reação É a representação gráfica de uma reação química.química.

Numa equação química temos: Numa equação química temos: coeficientes, os números que precedem coeficientes, os números que precedem as fórmulas e que indicam a proporção as fórmulas e que indicam a proporção entre as substâncias que participam da entre as substâncias que participam da reação; e índices, os números que reação; e índices, os números que sucedem os símbolos dos elementos e sucedem os símbolos dos elementos e indicam o número de átomos presentes indicam o número de átomos presentes nas substâncias.nas substâncias.

2.1 – Não-balanceada: 2.1 – Não-balanceada:

Quando o número de átomos do Quando o número de átomos do produto é diferente do número de produto é diferente do número de átomos dos reagentes.átomos dos reagentes.

Ex.: HEx.: H22 + O + O22 H H22OO

2.2 – Balanceada: 2.2 – Balanceada:

Quando o número de átomos do Quando o número de átomos do produto é igual ao número de átomos produto é igual ao número de átomos dos reagentes.dos reagentes.

Ex.: 2HEx.: 2H22 + O + O22 2H 2H22OO A determinação dos coeficientes (ou A determinação dos coeficientes (ou

balanceamento) é obtida ao igualar a balanceamento) é obtida ao igualar a quantidade de átomos de cada quantidade de átomos de cada elemento participante nos reagentes elemento participante nos reagentes e nos produtos.e nos produtos.

3 – Método das 3 – Método das Tentativas: Tentativas:

Consiste em colocar os coeficientes Consiste em colocar os coeficientes até se atingir a igualdade dos até se atingir a igualdade dos átomos.átomos.

3.1 – Regras Práticas:3.1 – Regras Práticas:

Iniciar o balanceamento com os elementos que Iniciar o balanceamento com os elementos que aparecem uma só vez em ambos os membros;aparecem uma só vez em ambos os membros;

- dentre esses, selecionar o elemento de maior - dentre esses, selecionar o elemento de maior índice;índice;

- utilizar esses índices como coeficientes no - utilizar esses índices como coeficientes no membro oposto;membro oposto;

- repetir a mesma seqüência dos itens anteriores - repetir a mesma seqüência dos itens anteriores para os demais elementos, até a equação estar para os demais elementos, até a equação estar balanceada.balanceada.

Obs.1:Obs.1: O hidrogênio e o oxigênio, sempre que O hidrogênio e o oxigênio, sempre que possível, devem ser balanceados por último.possível, devem ser balanceados por último.

Ex.: CEx.: C66HH66O + OO + O22 CO CO22 + H + H22OO Obs.2:Obs.2: No balanceamento, devemos nos limitar a No balanceamento, devemos nos limitar a

alterar os coeficientes de reagentes e/ou produtos, alterar os coeficientes de reagentes e/ou produtos, mas nunca os índices pois isso alteraria a natureza mas nunca os índices pois isso alteraria a natureza das substâncias que participam da reação.das substâncias que participam da reação.

4 – Tipos de Reações:4 – Tipos de Reações:

4.1 – Quanto ao 4.1 – Quanto ao envolvimento de calor:envolvimento de calor: Endotérmica: ocorre com absorção Endotérmica: ocorre com absorção

de calor.de calor. Ex.: CaCOEx.: CaCO33 + calor + calor CaO + CO CaO + CO22..

- Exotérmica: ocorre com liberação - Exotérmica: ocorre com liberação de calor.de calor.

Ex.: 2 HEx.: 2 H22 + O + O2 2 2 H 2 H22O + calor O + calor

4.2 – Quanto à velocidade4.2 – Quanto à velocidade

Rápidas:Rápidas: Ex.: CEx.: C22HH66O + 3 OO + 3 O22 2 CO 2 CO22 + 3 + 3

HH22OO Lentas:Lentas: Ex.: 4 Fe + 3 OEx.: 4 Fe + 3 O22 2 Fe 2 Fe22OO33

4.3 – Quanto à 4.3 – Quanto à reversibilidade:reversibilidade:

Reversível: ocorre simultaneamente Reversível: ocorre simultaneamente nos dois sentidos.nos dois sentidos.

Ex.: CaO + COEx.: CaO + CO22 CaCO CaCO33

   Irreversível: ocorre nem único sentido.Irreversível: ocorre nem único sentido. Ex.: NaCl + AgNOEx.: NaCl + AgNO33 AgCl + AgCl +

NaNONaNO33

BaClBaCl22 + Na + Na22SOSO44 Ba Ba22SOSO44 + 2 NaCl + 2 NaCl

5 – Classificação das 5 – Classificação das Reações Químicas:Reações Químicas:

5.1 – Síntese (ou adição): 5.1 – Síntese (ou adição):

Reação em que duas ou mais Reação em que duas ou mais substâncias (simples ou compostas) substâncias (simples ou compostas) originam uma única substância originam uma única substância composta.composta.

Ex.: 2 CO + OEx.: 2 CO + O22 2 CO 2 CO22

2 H2 H22 + O + O22 2 H 2 H22OO

2 C + 3 H2 C + 3 H22 + ½ O + ½ O22 C C22HH66O O

5.2 – Análise (ou 5.2 – Análise (ou decomposição): decomposição):

Reação em que uma única substância Reação em que uma única substância composta se desdobra em outras composta se desdobra em outras substâncias (simples ou compostas).substâncias (simples ou compostas).

Ex.: 2 HCl Ex.: 2 HCl H H2 2 + Cl + Cl22 (pirólise)(pirólise)

2H2H22OO22 2 H 2 H22 + O + O22 (fotólise)(fotólise)

2 H2 H22O O 2 H 2 H22 + O + O2 2 (eletrólise)(eletrólise)

5.3 deslocamento (ou 5.3 deslocamento (ou substituição): substituição):

Reação em que uma substância Reação em que uma substância simples reage com uma composta simples reage com uma composta produzindo uma composta e outra produzindo uma composta e outra simples.simples.

Ex.: ClEx.: Cl2 2 + 2 NaI + 2 NaI 2 NaCl + I 2 NaCl + I22

Fe + CuSOFe + CuSO44 FeSO FeSO44 + Cu + Cu

  

5.4 Dupla Troca (ou 5.4 Dupla Troca (ou dupla troca): dupla troca):

Reação em que duas substâncias Reação em que duas substâncias compostas produzem duas novas compostas produzem duas novas substâncias compostas.substâncias compostas.

Ex.: HCl + NaOH Ex.: HCl + NaOH NaCl + H NaCl + H22OO

NaCl + AgNONaCl + AgNO3 3 AgCl + AgCl + NaNONaNO33

5.5 Combustão: 5.5 Combustão:

É a reação em que substâncias É a reação em que substâncias (combustíveis) e o oxigênio reagem (combustíveis) e o oxigênio reagem liberando luz, calor e outras liberando luz, calor e outras substâncias.substâncias.

Ex.: CEx.: C22HH66O + 3OO + 3O22 2CO 2CO22 + 3 H + 3 H22O O (completa)(completa)

CC22HH66O + 2OO + 2O22 2CO + 3 H 2CO + 3 H22O O (incompleta)(incompleta)

6 – Leis das combinações 6 – Leis das combinações químicasquímicas

6.1 lei da conservação 6.1 lei da conservação das massasdas massas

Proposta por Lavoisier afirma que Proposta por Lavoisier afirma que “numa reação química, em sistema “numa reação química, em sistema fechado, a soma das massas dos fechado, a soma das massas dos reagentes é igual à soma das massas reagentes é igual à soma das massas dos produtos”.dos produtos”.

2 H2 H22 + O + O22 2 H 2 H22O O 4 g 32 g 36 g4 g 32 g 36 g

6.2 Lei das proporções 6.2 Lei das proporções constantesconstantes

Enunciada por Proust, diz que “ uma Enunciada por Proust, diz que “ uma substância, independentemente do substância, independentemente do método de obtenção, apresenta os método de obtenção, apresenta os seus elementos combinados em uma seus elementos combinados em uma proporção, em massa, constante e proporção, em massa, constante e definida.definida.

2 H2 H22 + O + O22 2 H 2 H22O O 2g 16 g 18 g 2g 16 g 18 g 4g 32 g 36 g4g 32 g 36 g

Grandezas QuímicasGrandezas Químicas

2 – Massa Atômica (MA):2 – Massa Atômica (MA):

É um número que indica quantas É um número que indica quantas vezes a massa de um átomo de vezes a massa de um átomo de determinado elemento químico é determinado elemento químico é maior que um doze avos da massa de maior que um doze avos da massa de um átomo do isótopo 12 do carbono.um átomo do isótopo 12 do carbono.

3 – Massa Molecular (M):3 – Massa Molecular (M):

É a soma das massas atômicas de todos os átomos É a soma das massas atômicas de todos os átomos que fazem parte de uma molécula de determinada que fazem parte de uma molécula de determinada substância.substância.

Ex.: HEx.: H22O O M = 2.1u + 1.16u = 18u M = 2.1u + 1.16u = 18u

CC1212HH2222OO1111 M = 12.12u + 22.1u + 11.16u = M = 12.12u + 22.1u + 11.16u = 342u342u

AlAl22(SO(SO44))33 M = 2.27u + 3.32u + 12.16u = 342u M = 2.27u + 3.32u + 12.16u = 342u Obs.2:Obs.2: As massas atômicas ou moleculares de todos As massas atômicas ou moleculares de todos

os elementos, quando “expressas em gramas”, os elementos, quando “expressas em gramas”, contêm sempre o mesmo número de átomos ou contêm sempre o mesmo número de átomos ou moléculas.moléculas.

6 – Massa Molar (M6 – Massa Molar (M11):):

É a massa, em gramas, de qualquer É a massa, em gramas, de qualquer amostra de substância, cuja quantidade de amostra de substância, cuja quantidade de matéria seja igual a 1 mol.matéria seja igual a 1 mol.

Obs.: A massa de qualquer substância é Obs.: A massa de qualquer substância é sempre o valor numérico da massa atômica sempre o valor numérico da massa atômica ou molecular seguido da unidade g/mol.ou molecular seguido da unidade g/mol.

Ex.:Elemento Massa Atômica Massa Ex.:Elemento Massa Atômica Massa MolecularMolecular

Fe 56u 56g/molFe 56u 56g/mol HH22O 18u 18g/molO 18u 18g/mol NaCl 58,5u 58,5g/molNaCl 58,5u 58,5g/mol