ASSUNTO
2. Ligação química nos
sólidos
LIGAÇÕES QUÍMICAS
EM MATERIAIS
SÓLIDOS
(Breve Revisão)
Por quê estudar?O tipo de ligação interatômica geralmente explica a
propriedade do material.
Exemplo: o carbono pode existir na forma de grafite que é mole,
escuro e “gorduroso” e na forma de diamante que é extremamente
duro e brilhante. Essa diferença nas propriedades é directamente
atribuída ao tipo de ligação química que é encontrada no grafite e
não no diamante.
Os átomos de carbono na grafita também são unidos fortemente através
de ligações covalentes, mas só dentro de um plano, diferentemente da
rede 3D das ligações do diamante. Estes planos de átomos de carbono
simplesmente empilham-se uns sobre os outros, sendo as forças de
união entre os planos, muito fracas. Os planos de átomos de carbono
podem então deslizar facilmente uns sobre os outros, e por isto a grafita
é importante lubrificante!
GRAFITADIAMANTE
Ligação fraca
Ligação forte
LIGAÇÕES QUÍMICAS EM
MATERIAIS SÓLIDOS
Os elementos ligam-se para formar os sólidos para atingir uma configuração mais estável: oito elétrons na camada mais externa.
A ligação química é formada pela interação dos eléctrons de valência através de um dos seguintes mecanismos:
- Ganho de eléctrons
- Perda de eléctrons
- Compartilhamento de eléctrons
TIPOS DE LIGAÇÕES
Metálica
Covalente
Iônica
Van der Waals
A eletronegatividade dos átomos é o que determina o tipo de
ligação
TIPOS DE LIGAÇÕES Metálica
Covalente
Iônica
Van der Waals
Forma-se com átomos de baixa eletronegatividade(apresentam no máximo 3 elétrons de valência)
Então, os elétrons de valência são divididos com todos os átomos (não estão ligados a nenhum átomo em particular) e assim eles estão livres para conduzir
A ligação metálica não é direcional porque os elétrons livres protegem o átomo carregado positivamente das forças repulsivas eletrostáticas
A ligação metálica é geralmente forte (um pouco menos que a iônica e covalente)= 20-200 Kcal/mol
Ex: Hg e W
Elétrons de valência
Átomo+elétrons das camadas mais internas
TIPOS DE LIGAÇÕES
Covalente
Metálica
Iônica
Van der Waals
Os elétrons de valência são compartilhados
Forma-se com átomos de alta eletronegatividade
A ligação covalente é direcional e forma ângulos bem definidos (apresenta um certo grau de ligação iônica)
A ligação covalente é forte = 125-300 Kcal/mol
Esse tipo de ligação é comum em compostos orgânicos, por exemplo em materiais poliméricos e diamante.Ex: metano (CH4)
TIPOS DE LIGAÇÕES
Iônica
Metálica
Covalente
Van der Waals
Os elétrons de valência são transferidos entre átomos produzindo íons
Forma-se com átomos de diferentes eletronegatividades (um alta e outro baixa)
A ligação iônica não é direcional, a atração é mútua
A ligação é forte= 150-300 Kcal/mol (por isso o PF dos materiais com esse tipo de ligação é geralmente alto)
A ligação predominante nos materiais cerâmicos é iônica
CONSIDERAÇÕES SOBRE
LIGAÇÃO IÔNICA E COVALENTE
Muito poucos compostos exibem ligação iônica e covalente puras
A maioria das ligações iônicas tem um certo grau de ligação covalente e vice –versa transferem e compartilham elétrons
O grau do tipo de ligação depende da eletronegadividade dos átomos constituintes.
Quanto maior a diferença nas eletronegatividades mais iônica é a ligação
Quanto menor a diferença nas eletronegatividades mais covalente é a ligação
TIPOS DE LIGAÇÕES
Van der Waals
Metálica
Covalente
Iônica
São ligações secundárias ou
físicas
A polarização (formação de
dipólos) devido a estrutura da
ligação produz forças atrativas
e repulsivas entre átomos e
moléculas
A ligação de van der Waals não
é direcional
A ligação é fraca< 10 Kcal/mol
Exemplo desse tipo de ligação
acontece entre átomos de H e
em estrut. moleculares e
moléc. polares
A ligação é gerada por pequenas assimetria
na distribuição de cargas
LIGAÇÃO DE VAN DER WAALS
EXEMPLO: MOLÉCULA DE ÁGUA
A molécula de água apresenta polarização de carga (formação de dipólos): positiva proxima aos átomos de H e negativa onde os elétrons de valência do oxigênio estão localizados
Isto produz forças de van der Waals entre as moléculas, fazendo com que as mesmas tendam a alinhar-se os pólos negativos com positivos. Como o angulo de ligação 109,5o, as moléculas formam uma estrutura quase hexagonal (veja figura)
O gelo tem estrutura hexagonal devido a este tipo de ligação. Ë menos denso por isso flutua sobre a água.
á
g
u
a
H Ho
Top Related