ligações quimicas 2
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LIGAÇÕES QUÍMICAS II
Atkins: Cap. 2
Ressonância
“Fusão” de estruturas
Híbrido de ressonância: estrutura que representa todas as formas de espalhamento dos elétrons.
Evidência: comprimento das ligações (não são típicas de duplas nem de triplas ligações). Ex: NO3
-: ligação N–O:140 pm; ligação N=O: 120 pm.
Experimental: 124 pm.
Ressonância
Exemplo: NO3-
Ordem de ligação: entre 1 e 2.
Ressonância - exemplo
Íon acetato:
Ressonância - observação
Só existe ressonância nas estruturas cujo arranjo de átomos permanece igual.
Ex: NO2 só pode ser ONO, e não NOO.
Carga Formal
Estruturas de Lewis diferentes contribuem diferentemente para o híbrido de ressonância.
Elétrons de valência: no átomo isolado e no átomo participando de ligação – quanto menor for esta diferença, maior será a contribuição da estrutura para o híbrido de ressonância.
Carga Formal
Carga formal baixa – o átomo sofreu a menor redistribuição possível de elétrons em relação ao átomo livre, e a estrutura é mais estável, contribuindo mais para o híbrido de ressonância.
2
SLVformal Carga
V: elétrons de valência do átomo livreL: elétrons presentes nos pares isoladosS:elétrons compartilhados
Carga Formal
Na atribuição da carga formal supõe-se que os elétrons são compartilhados de forma igual pelos átomos das ligações covalente, não levando em conta o caráter iônico (diferença de eletronegatividade) dos átomos. Assim, a carga formal do C em CO2 é zero, mas seu número de oxidação é +4.
Carga Formal – exemplo 1
2
SLVformal Carga
Carga Formal – exemplo 2
2
SLVformal Carga
Exemplo
Íon tiocianato:
Exercício
Sugira uma estrutura plausível para o gás venenoso fosgênio, COCl2. Escreva a estrutura de Lewis e as cargas formais.
Resposta
Exceções à Regra do Octeto Radicais: espécies – altamente reativas – que têm
elétrons com spins não emparelhados. Ex: o radical metila, ·CH3
Importância dos radicais: reações químicas na alta atmosfera (produção e decomposição de ozônio, O3).
Cotidiano: ranço da comida e degradação de plásticos pela luz solar.
Radicais livres oxidam os lipídeos das membranas, modificando suas funções e possibilitando o aparecimento de doenças.
Antioxidantes – vitaminas A, C, E.
Exceções à Regra do Octeto
Birradicais: moléculas com dois elétrons desemparelhados. Ex:
Exceções à Regra do Octeto
Birradicais
Átomo de oxigênio:[He] 2s2 2p4 ou [He] 2s2 2p2
x 2p1y 2p1
z
em que há 2 elétrons desemparelhados.
Camadas de Valência Expandidas
Regra do octeto: ·8 e- de valência ·configuração de gás nobre
Não-metais do período 3 em diante: orbitais d vazios na camada de valência – possibilidade de expansão da camada de valência.
Átomos que permitem novas ligações, além do octeto: ·tamanho do átomo
·camada de valência expandida
Camadas de Valência Expandidas
Exemplos: PCl5 existe, mas NCl5 não é conhecido (P > N).
Composto hipervalente – é aquele que contém um átomo ligado a mais átomos do que permite a regra do octeto. Ex: PCl5.
Camadas de Valência Expandidas
Elementos que podem expandir sua camada de valência: covalência variável. Ex: P, que pode formar PCl3, PCl5, PCl4+, PCl6-
Exemplos:
Exemplo 1
Tricloreto de fósforo, PCl3 – obediência à regra do octeto:
Exemplo 2
Pentacloreto de fósforo, PCl5: sólido iônico formado por cátions PCl4+ e ânions PCl6-, que sublima a 160 °C: o átomo de fósforo, no ânion, tem sua camada expandida para 12 e-:
Exemplos Pentacloreto de fósforo, PCl5, com 10 e- na
camada de valência expandida do fósforo:
Exercício
Escrever a estrutura de Lewis do tetrafluoreto de enxofre, SF4, e dar o número de elétrons da camada de valência expandida.
Resposta 10 e- na camada de valência expandida:
• •
Exercício
Escrever a estrutura de Lewis do tetrafluoreto de xenônio, XeF4, e dar o número de elétrons da camada de valência expandida.
Resposta
12 e- na camada de valência expandida:
Exemplo
Calcular a carga formal das duas estruturas de Lewis do íon fosfato, e decidir qual delas contribui mais para o híbrido de ressonância:
Resposta
Contribui mais: a estrutura da direita:
Exercício
Selecionar qual das estruturas de ressonância ao lado, correspondentes ao íon sulfato, é a mais favorável, de acordo com suas cargas formais:
Resposta
30 c, com 12 elétrons na camada de valência expandida do S.
Exercícios – Atkins
p. 190: 2.41, 2.43, 2.45, 2.47, 2.49.
p. 191: 2.55, 2.57.
p. 193: 2.93
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