Title TC 1 - Ligacoes_Quimicas - Estruturas de Lewis, Geometria Molecular, TLV e TOM.pdf ✅

LIGAÇÕES QUÍMICAS – TURMAS ITA/IME – 3 a SÉRIE Professor: José Marques ALUNO(A): No TURMA: TURNO: DATA: / / LIGAÇÕES QUÍMICAS: INTRODUÇÃO AO CONCEITO, DETERMINAÇÃO DE ESTRUTURAS DE LEWIS E RESSONÂNCIA 1. COMPORTAMENTO DOS ÁTOMOS DE ACORDO COM A LOCALIZAÇÃO NA TABELA PERIÓDICA • REGIÃO 1 { Baixa energia de ionização + Baixa afinidade eletrônica ⟹ Tendência de perder elétrons nas ligações ⟹ Metais • REGIÃO 2 { Alta energia de ionização + Alta afinidade eletrônica ⟹ Tendência de ganhar elétrons nas ligações ⟹ Ametais ATENÇÃO! Os antigos semimetais ou metaloides: B Si Ge As Sb Te Po 2. TENDÊNCIA GERAL DE PERDA OU GANHO DE ELÉTRONS PELOS ELEMENTOS 2.1. Perda de elétrons GRUPO / FAMÍLIA NÚMERO DE ELÉTRONS PERDIDOS 1 / IA 2 / IIA 13 / IIIA (Al, Ga, In, Tl) 14 / IVA (Ge, Sn, Pb) 15 / VA (Sb, Bi) Observação: Efeito do par inerte 2.2. Ganho de elétrons GRUPO / FAMÍLIA NÚMERO DE ELÉTRONS RECEBIDOS 13 / IIIA (B) 14 / IVA (C, Si) 15 / VA (N, P, As) 16 / VIA (O, S, Se, Te) 17 / VIIA Metais do Grupo 1 : Metal Configuração eletrônica Gás nobre associado 3Li 3Li+ 11Na 11Na+ Análogo para os demais metais do Grupo 1 Metais do Grupo 2 : REGIÃO 1 REGIÃO 2
2 LIGAÇÕES QUÍMICAS – TURMAS ITA/IME – 3 a SÉRIE Metal Configuração eletrônica Gás nobre associado 4Be 4Be2+ 12Mg 12Mg2+ Análogo para os demais metais do Grupo 2 3. REGRA DO OCTETO Principais exceções: Elemento Elétrons na camada de valência após realizadas as ligações H Li Be B 4. SÍMBOLOS DE LEWIS Na camada de valência: { 1 elétron desemparelhado ⟹ 2 elétrons emparelhados ⟹ Exemplos: 7N ⟹ 8O ⟹ 5. LIGAÇÃO COVALENTE A ligação covalente é formada quando dois elétrons são compartilhados por dois átomos (Gilbert N. Lewis, 1916). Ocorre geralmente entre dois não metais. Para dois átomos de 9F: F + F F F Estrutura de Lewis da molécula de F2: F + F F F Ou F F Cada flúor fica com 8 elétrons na camada de valência após a ligação covalente ser formada. Outros exemplos: Molécula Símbolo de Lewis do átomo Estrutura de Lewis Ordem de Ligação H2 O2 N2 5.1. Procedimento geral para determinação da estrutura de Lewis Aplicaremos cada passo a seguir na molécula de CH4 para determinar sua estrutura de Lewis. 1o PASSO: Contar o total de elétrons de valência da espécie, de acordo com a localização dos elementos que a constitui na Tabela Periódica. • Cátion: remover os elétrons referentes à carga; • Ânion: adicionar os elétrons referentes à carga.
LIGAÇÕES QUÍMICAS – TURMAS ITA/IME – 3 a SÉRIE OSG 0928/21 3 2o PASSO: Dividir o valor obtido por 2, para determinar o número de pares de elétrons de valência. • Se o valor for ímpar, a parte inteira da divisão equivale ao número de pares de elétrons de valência, e a parte fracionária à um elétron livre. 3o PASSO: Distribuir os átomos em átomo central (presente em menor quantidade e geralmente é o de menor eletronegatividade) e átomos periféricos/terminais, e adicionar os pares de elétrons de valência nos elementos mais eletronegativos até completar o octeto. Caso sobre pares e/ou elétrons livres, colocá-los sobre o átomo central. • Eletronegatividade (χ): capacidade que um átomo tem de atrair os elétrons da ligação para mais próximo de si. χ: F > O > Cl > N > Br > I > S > C > P > H 4o PASSO: Usar um par de elétrons de valência do átomo mais eletronegativo para fazer ligação simples com o menos eletronegativo, até estarem todos ligados. A seguir, calcular a carga formal de cada átomo para verificar se a estrutura está estável. • Carga formal (C.F.): é a carga que o átomo teria se a ligação fosse 100% covalente; CF = Elétrons de valência — Elétrons ao redor do átomo • Quanto menor o módulo da CF, mais estável é o átomo, sendo o melhor valor para CF igual a zero; • A soma das CF de todos os átomos é igual à carga da espécie. 5o PASSO: Caso as cargas formais não estejam na situação mais estável possível, usar os pares de elétrons dos elementos mais eletronegativos para realizar ligações duplas ou triplas até estabilizar as cargas formais ao máximo. RESOLVA AGORA 1 Determine as estruturas de Lewis das seguintes espécies: a) NO2 b) N2O c) NO3 − d) SCN − e) SO4 2− f) O3 g) CNO − h) NO i) CO 5.2. Ressonância É a movimentação, ou deslocalização, de elétrons pela estrutura. Para que haja ressonância, pelo menos uma das seguintes possibilidades de leitura das ligações entre os átomos tem que ser feita: { dupla −simples − dupla dupla −simples − par de elétrons livres dupla − simples −carga positiva (ou orbital vazio) Essa deslocalização eletrônica promove mudança na ordem, na energia e no comprimento de ligação das ligações envolvidas. Por exemplo, na molécula de NO2, espera-se uma ligação mais curta N=O (120 pm) e uma mais longa N−O (140 pm). Porém, na prática, as duas ligações NO na molécula de NO2 tem o mesmo comprimento de 124 pm, logo a ordem de ligação da ligação NO está entre 1 (ligação simples) e 2 (ligação dupla).
4 LIGAÇÕES QUÍMICAS – TURMAS ITA/IME – 3 a SÉRIE A explicação para esse fato é que há duas estruturas de ressonância que contribuem igualmente para a realidade da molécula de NO2. Cada estrutura mostra por onde os pares de elétrons deslocalizados (os que participam da ressonância) podem se movimentar na molécula. Sendo a realidade da molécula uma fusão entre todas as estruturas de ressonância, chamada de híbrido de ressonância. O híbrido de ressonância do NO2 é representado por: Em que ⋯ significa por onde um par de elétrons deslocalizado passou, e δ carga parcial, nos átomos onde houve formação de carga formal diferente de zero nas estruturas de ressonância. RESOLVA AGORA 2 Determine as estruturas de ressonân- cia mais estáveis e o híbrido de ressonância para cada espécie abaixo: a) NO3 − b) SO4 2− c) O3 RESOLVA AGORA 3 Evidências experimentais, como os comprimentos de ligação B−F relativamente curtos, sugerem que a verdadeira estrutura do BF3 é um híbrido de ressonância de mais de um tipo de estrutura de Lewis. Determine as estruturas de ressonância e o híbrido de ressonância. Anotações EXERCÍCIOS DE NIVELAMENTO 1. (Ufpr 2024) A figura abaixo é a estrutura de Lewis que representa o ânion monofluorfosfato. Os números atômicos são: Z(F) = 9, Z(O) = 8 e Z(P) = 15. Ao se calcular as cargas formais de cada átomo na estrutura apresentada, conclui-se que são nulas, com exceção dos átomos: a) OA e OB, com carga -1 cada. b) OA e OC, com carga -1 cada. c) OA e F, com carga -1 cada. d) OB e F, com carga -1 cada. e) OB e P, com carga -1 cada. 2. (Famerp 2023) O comprimento de ligação é a distância entre os núcleos de dois átomos ligados e está relacionado ao tamanho dos átomos (raio atômico) e à quantidade de pares de elétrons envolvidos na ligação. Considere a molécula de etanoato de metila, cuja fórmula estrutural é: Os comprimentos das ligações C–H, C–C, C–O e C=O, expressos em picômetros (pm), são, respectivamente, Dados: H (Grupo 1 ou família IA – primeiro período); C (Grupo 14 ou família IVA – segundo período); O (Grupo 16 ou família VIA – segundo período). a) 110, 154, 143, 122. b) 154, 110, 122, 143. c) 110, 122, 143, 154.