ciências da natureza e suas tecnologias - química ensino médio, 1ª série ligação iônica

Ciências da Natureza e suas Tecnologias - Química

Ensino Médio, 1ª SérieLigação iônica

QUÍMICA, 1º Ano do Ensino MédioLigações Iônicas

O açúcar utilizado em casa é a sacarose (C12H22O11)

O sal de cozinha é o cloreto de sódio (NaCl).A água oxigenada comercial é peróxido

de hidrogênio (H2O2) aquoso.

O troféu de campeão da Copa do Mundo FIFA é feita com ouro (Au)!

Seus átomos se unem por ligações covalentes!


Seus átomos se unem por ligações metálicas!

Seus átomos se unem por ligações iônicas!

Imag

ens:

(a)

Edi

tor

at L

arge

/ Cre

ativ

e C

omm

ons

Attr

ibut

ion-

Sha

re A

like

2.5

Gen

eric

; (b

) R

ober

to/C

reat

ive

Com

mon

s-A

trib

uiçã

o-P

artil

ha n

os M

esm

os T

erm

os 3

.0 N

ão

Ada

ptad

a(c)

Ale

x K

him

ich

/ Pub

lic D

omai

n; (

d) O

ndře

j Man

gl/P

ublic

Dom

ain

Imag

ens:

(a)

Rol

f Süs

sbric

h/ G

NU

Fre

e D

ocum

enta

tion

Lice

nse;

(b)

B

kell/

Pub

lic D

omai

n; (

c) D

msa

r/C

reat

ive

Com

mon

s A

ttrib

utio

n-S

hare

Alik

e 3.

0 U

npor

ted;

(d)

Flic

kr/C

reat

ive

Com

mon

s - A

trib

uiçã

o 2.

0 G

enér

ica.


O Planalto da Borborema é uma região montanhosa do interior do Nordeste do Brasil, mais conhecida como Serra das Russas.

O extintor de incêndio contém dióxido de carbono (CO2).

Os letreiros luminosos são preenchidos com gás neônio (Ne).

O rubi é uma pedra preciosa formada de óxido de alumínio (Al2O3), principalmente.

As rochas são formadas a partir de átomos que SE LIGAM IONICAMENTE!

Seus átomos se unem por ligações iônicas!


Seus átomos são isolados, NÃO SE LIGAM!

Toda substância existente na Terra é formada pela combinação de elementos químicos, exceto os gases nobres (raros);

os gases nobres estão na coluna 18 (Grupo 8A) da Tabela Periódica.


Teoria do Octeto

18 Ar = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

36Kr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6

54Xe = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6

86Rn = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6

10Ne = 1s2 2s2 2p6

2He = 1s2 Camada de Valência (camada K) com 2 elétrons.

Camada de Valência com 8 elétrons nos demais gases nobres.

Estudando-se as estruturas eletrônicas dos gases nobres, percebe-se:


Teoria do Octeto Percebemos que todos os gases do grupo 18 da tabela

periódica (exceto o hélio) possuem oito elétrons em sua última camada;

como esses gases pareciam não formar ligação com outros elementos, foram chamados de gases nobres pelos cientistas;

estudando os demais elementos, os cientistas perceberam que, ao formarem ligações, eles também adquiriam oito elétrons em sua última camada;

assim, uma condição para um átomo possuir estabilidade é ele adquirir oito elétrons na última camada:

é a Teoria do Octeto!


Teoria do Octeto Um átomo, para adquirir estabilidade, deverá possuir camada fechada,

isto é, estar com oito elétrons em sua última camada (ou dois elétrons na camada K, desde que esta seja a camada de valência).

11Na = 1s2 2s2 2p6 3s1

11Na+ = 1s2 2s2 2p6

K = 2; L = 8; M = 1 Perde 1 elétron para adquirir o octeto.

Família 1 A (Grupo 1):

K = 2; L = 8

12Mg = 1s2 2s2 2p6 3s2

12Mg2+ = 1s2 2s2 2p6

K = 2; L = 8; M = 2 Perde 2 elétrons para adquirir o octeto.


K = 2; L = 8


13Al = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1

13Al3+ = 1s2 2s2 2p6

K = 2; L = 8; M = 3 Perde 3 elétrons para adquirir o octeto.


K = 2; L = 8

7N = 1s2 2s2 2p3

7N– 3 = 1s2 2s2 2p6

K = 2; L = 5 Ganha 3 elétrons para adquirir o octeto.


K = 2; L = 8

8O= 1s2 2s2 2p4

8O2 – = 1s2 2s2 2p6

K = 2; L = 6 Ganha 2 elétrons para adquirir o octeto.


K = 2; L = 8


9F= 1s2 2s2 2p5

9F–= 1s2 2s2 2p6

K = 2; L = 7 Ganha 1 elétron para adquirir o octeto.


K = 2; L = 8

Na natureza, as substâncias buscam um estado energético mais estável, ou seja, de menor energia!

Configuração de camada fechada:

Esta regra só é válida para os elementos representativos.

ns2 np6

Ener

gia

Distância entre os átomos

Menor estabilidade

Maior estabilidade

Imagem do Autor


Ligações Iônicas

1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 AMetais Ametais

Perdem elétrons Ganham elétrons

Apenas compartilham elétrons.

Tendem a formar ligações covalentes.

Os átomos se unem a partir da transferência

de elétrons!

Um átomo GANHA e o outro PERDE elétrons para obter o octeto!

Para Elementos

Representativo

s!


Ligações Iônicassão as ligações que ocorrem a partir

da transferência de elétrons de um METAL para um AMETAL;

• o METAL perderá elétrons e tornar-se-á um CÁTION;

• o AMETAL ganhará os elétrons cedidos e tornar-se-á um ÂNION.


Representação de Lewis

ClClNa Na

1 elétron na camada de valência.

+–

7 elétrons na camada de valência.

O elétron é transferido:

1A 7A

+ +

Formação do Cloreto de Sódio (NaCl)

Retículo cristalino do NaCl.


Imag

em :B

enja

h-bm

m27

/Pub

lic D

omai

n

Gilbert Newton Lewis (1875 — 1946)• foi um químico norte-americano;• estudou na Universidade de Harvard;• de 1907 a 1912, foi professor de Físico-química no Instituto

de Tecnologia de Massachusetts;• em 1912, mudou-se para a Universidade da Califórnia, onde

foi professor de Química e reitor até a sua morte;• propôs o nome "fóton" para o quantum da radiação luminosa

em 1926;• introduziu o desenho da camada de valência nos respectivos

átomos, sendo esse novo conceito de fundamental importância na ligação iônica, o que acabou por facilitar a visualização da troca de elétrons entre os íons.


Fique atento!• A ligação iônica é também chamada de

ligação eletrovalente ou heteropolar;• nas ligações iônicas, as substâncias são

neutras, pois as cargas anulam-se:

ClClMg Mg2+

–2A 7A

+ +Cl

7A

+

MgCl2Eletricamente neutro!

2


y

– x+

Fórmula Geral de um Composto Iônico

C A

C ACátion Ânion

C A

Fórmula Iônica:

A fórmula iônica representa a menor proporção no retículo

cristalino!

Perdem elétrons Ganham elétrons

Átomos neutros

Será o índice do ânion

y xSerá o índice

do cátion

As substâncias iônicas não são moléculas!

São agregados iônicos!


Características dos compostos iônicos não conduzem corrente elétrica no estado sólido; os íons, ao se ligarem, neutralizam suas cargas e impedem que a

corrente elétrica flua; conduzem corrente quando fundidos ou em solução aquosa; ao acontecer o processo de fusão ou solvatação (com a adição da

água), os íons separam-se, permitindo a passagem da corrente elétrica;

são sólidos à temperatura ambiente; por causa da força de atração entre os cátions e os ânions; possuem altos pontos de fusão e de ebulição; para romper as ligações iônicas, é necessário adicionar muita

energia. Por isso, os pontos de fusão e de ebulição são altos.


Fique Atento! as substâncias iônicas são duras, mas quebradiças quando

submetidas a impactos; como a ligação iônica envolve a formação de íons de cargas

opostas, as propriedades das substâncias iônicas dependem dessa atração dos cátions pelos ânions;

a separação dos compostos iônicos em seus íons constituintes recebe o nome de dissociação iônica;

para ocorrer a dissociação iônica, adiciona-se água geralmente (é a solvatação);

em solução aquosa, os compostos iônicos passam a conduzir a corrente elétrica.


Condução de corrente elétrica• Para verificar a condução da corrente elétrica,

assista a alguns experimentos em:

http://www.youtube.com/watch?v=xZ5cDldCvNM&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=F1gVlPnbVkY

http://www.youtube.com/watch?v=rfw78ziYPxw






http://www.youtube.com/watch?v=F1gVlPnbVkY

http://www.youtube.com/watch?v=rfw78ziYPxw

Solvatação do Sal de Cozinha

Solvatação do NaCl a parte negativa (-) da água fica voltada

para o cátion (Na+); e a positiva (+) volta-se para o ânion (Cl-);

a disposição do retículo cristalino do NaCl é cúbica;

cada cátion (Na+) está rodeado por 6 ânions (Cl-) e vice-versa.

Os íons fora do plano foram ocultados para simplificar a visualização!


Cl- Cl-

-Cl

-Cl

Cl-

Cl-

Imag

em :E

yal B

aire

y/P

ublic

Dom

ain

Imag

em :T

axm

an/P

ublic

Dom

ain

Nomenclatura de Compostos Iônicospara representar a fórmula de um composto

iônico, inicialmente escrevemos o cátion e depois, o ânion;

para nomear os compostos iônicos, procedemos de forma inversa:

NOME DO CÁTION + DE + NOME DO ÂNION

CyAx

Cx+Ay

-


Tabela dos CátionsCátion Nome Carga

Família 1 A Lítio, sódio, potássio, rubídio +1

Ag+ Prata +1

NH4+ Amônio +1

Família 2 A Berílio, magnésio, cálcio, estrôncio, bário +2

Zn+2 Zinco +2

Cu+2 Cobre +2

Fe+2 Ferro II +2

Fe+3 Ferro III +3

Al+3 Alumínio +3

Ni+3 Níquel +3

Sn+4 Estanho +4

Pt+4 Platina +4

Fique Atento!

A maioria dos elementos da tabela periódica são metais de transição e, como tais, possuem carga elétrica variável!


Tabela dos ÂnionsÂnion Nome Carga

Cl- Cloreto -1

Br- Brometo -1I- Iodeto -1F- Fluoreto -1

ClO- Hipoclorito -1

IO3- Iodato -1

NO3- Nitrato -1

CN- Cianeto -1OH- Hidróxido -1S-2 Sulfeto -2

SO42- Sulfato -2

O-2 Óxido -2PO4

3- Fosfato -3

N-3 Nitreto -3

Para visualizar mais cátions e ânions, recomenda-se visitar:

http://omestre.awardspace.com/images/tabelas/ions.pdf

, acesso em 07/07/2012.




Exercícios sobre NomenclaturaConsultando a tabela de cátions e ânions, qual o

nome e as fórmulas das substâncias formadas entre:a) Cálcio (Ca) e Flúor (F) Ca está na família 2A, portanto perde 2 elétrons; F está na família 7A e ganha 1 elétron para completar o

octeto.

Ca2+ F-1 CaF2

Invertendo as cargas para obter os índices

Cálcio Fluoreto

ÂNION + de + CÁTION

Fluoreto de Cálcio


Exercícios sobre Nomenclaturab) O cátion Na+ e o ânion ClO-:

c) O cátion Fe+3 e o ânion SO42-:

Na+ ClO- NaClOInvertendo as cargas para obter os índices

Sódio Hipoclorito Hipoclorito de Sódio

Fe3+ SO42- Fe2(SO4)3


Ferro III Sulfato Sulfato de Ferro III

Sulfato FérricoÂNION + de + CÁTION

que é o produto ativo da água sanitária!


Imag

em :M

arkG

alla

gher

/Cre

ativ

e C

omm

ons

– A

trib

uiçã

o -P

artil

ha n

os M

esm

os T

erm

os 2

.5 G

enér

ica

Aplicação no vestibular 1(FAEE-GO) Um elemento X, cujo número atômico é

12, combina-se com um elemento Y, situado na família 5A da tabela periódica, e resulta num composto iônico cuja fórmula provável será:

a) XY. b) XY2.

c) X2Y.

d) X2Y3.

e) X3Y2.

X possui distribuição: 12X = 1s2 2s2 2p6 3s2

portanto, perderá 2 elétrons para adquirir o octeto;como Y é um elemento da 5A, deverá ganhar 3

elétrons para ficar com 8 elétrons na última camada:

X2+ Y-3 X3Y2



• (Covest) Um metal (M) do grupo 2A forma um óxido. A fórmula química deste óxido é do tipo:

a) M2O.

b) MO. c) MO2.

d) M2O2.

e) M2O3.

Aplicação no vestibular 2

sabemos que o óxido é o ânion;o metal do grupo 2A perde 2 elétrons e torna-se

o cátion:

M2+ O-2 M2O2


como a fórmula iônica representa a mínima proporção entre átomos no retículo cristalino, sempre que for possível devem-se simplificar os índices na fórmula final.

MO


A Importância do Sal na Sociedade• o sal (cloreto de sódio, NaCl) era, até o início

do século XX, um importante conservante alimentar. A tal ponto chegava sua importância, que foi até mesmo usado como forma de pagamento no período romano, sendo esta a origem da palavra "salário”;

• atualmente, o sal vendido comercialmente contém entre 20 e 60 mg de iodo na forma de iodato de potássio (KIO3);

• a carência de iodo na alimentação causa, entre outras doenças, o bócio (conhecido como papo): aumento excessivo da glândula da tireoide.


Imagem : Martin Finborud/Public Domain


Química e Sociedade: Anemia O ferro é indispensável à produção da hemoglobina (pigmento dos glóbulos vermelhos); O ferro nas hemoglobinas permite o transporte de oxigênio, e sua falta denomina-se

anemia. A carência de ferro é a causa mais comum de anemia (anemia ferropênica). No Brasil, verifica-se a anemia: Nos lactentes (crianças que ainda mamam), quando alimentados com leite bovino. O ferro

do leite, já escasso, é mal absorvido; O aleitamento materno, com absorção muito superior do ferro, evita a anemia. Nas gestantes de baixa condição socioeconômica: a passagem de ferro pela placenta, para

as necessidades fetais, causa um balanço negativo de ferro; se não houver complementação, haverá anemia;

Nos idosos desassistidos: falta de recursos e dentadura em mau estado, por exemplo, fazem predominar a alimentação composta de café com leite, pão e sopas, pobres em ferro.

A anemia ferropênica cura-se em dois a três meses com a administração de sulfato ferroso (FeSO4) via oral. Outros compostos de ferro, mais caros e comercializados com a alegação de que são melhor tolerados pelo trato digestivo têm absorção insatisfatória.


Sulfato ferroso – Química contra a Anemia Composição - SULFATO FERROSO• Drágea: SULFATO FERROSO ANIDRO 300 mg; excipiente q.s.p. 1 drágea. • Gotas: SULFATO FERROSO HEPTA-HIDRATADO 125 mg; veículo q.s.p. 1 mL. • Xarope: cada colher das de sobremesa contém: SULFATO FERROSO HEPTA-

HIDRATADO 300 mg; veículo q.s.p. 10 mL.

Para saber mais sobre anemia, leia: http://www.abcdasaude.com.br/artigo.php?25 acesso em 08/07/2012.

Imag

em :

Ben

jah-

bmm

27/

Pub

lic D

omai

n

O termo anidro significa que a composição é quase 100% pura;

Sulfato ferroso hepta-hidratado significa que o retículo cristalino do FeSO4 está rodeado por 7 moléculas de água (H2O): FeSO4.7H2O

Veículo q.s.p é a abreviação para “quantidade suficiente para”; em outras palavras, é a quantidade determinada de solvente necessária para completar um determinado volume.

http://www.abcdasaude.com.br/artigo.php?25



Aplicação no Vestibular 3(Covest 2002) Um dado material sólido é isolante à

temperatura ambiente e, quando fundido, conduz corrente elétrica. Esse material pode ser:

0-0) o gelo seco, CO2(s).

1-1) o ferro metálico, Fe(s).2-2) a bauxita, Al2O3(s).

3-3) o salitre do Chile, NaNO3(s).

4-4) a naftalina, naftaleno, C10H8(s).

Como vimos, apenas os COMPOSTOS IÔNICOS possuem as características descritas no enunciado.

Então...


Resposta: F-F-V-V-F0-0) A molécula de CO2 é formada pela ligação entre

ametais (C e O). É um composto molecular.1-1) O ferro é uma substância formada apenas pela união

de átomos de ferro (Fe) entre si por ligações metálicas, que conduz corrente elétrica no estado sólido.

2-2) A bauxita é óxido de alumínio (Al2O3), formado pela combinação entre um metal (Al) e um ametal (O). Portanto, é um composto iônico.

3-3) NaNO3 é composto pela união entre o metal Na e os ametais N e O. É um composto iônico.

4-4) Os ametais C e H se ligam para formar o naftaleno. É um composto molecular.


Tabela de Imagensn° do slide

direito da imagem como está ao lado da foto

link do site onde se consegiu a informação Data do Acesso

2A Editor at Large / Creative Commons

Attribution-Share Alike 2.5 Generichttp://en.wikipedia.org/wiki/File:Raw_sugar_closeup.jpg

24/08/2012

2B Alex Khimich / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydrogen_peroxyde_uk.jpg

24/08/2012

2C Ondřej Mangl / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Chlorid_sodn%C3%BD.JPG

24/08/2012

2D Roberto /Creative Commons-Atribuição-Partilha nos Mesmos Termos 3.0 Não Adaptada

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Copa_Mundial_de_la_FIFA_2010.jpg

24/08/2012

3A Rolf Süssbrich / GNU Free Documentation License

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Neon_light.jpg

24/08/2012

3B Bkell / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cut_Ruby.jpg

24/08/2012

3C minima.das.alagoas / Creative Commons - Atribuição 2.0 Genérica.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Serra_das_Russas.jpg

24/08/2012

3D Dmsar / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fire_extinguisher.jpg

24/08/2012

12 Benjah-bmm27 / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sodium-chloride-3D-ionic.png

24/08/2012

19A Taxman / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Na%2BH2O.svg

24/08/2012

Tabela de Imagensn° do slide

direito da imagem como está ao lado da foto

link do site onde se consegiu a informação Data do Acesso

19B Eyal Bairey / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/

File:NaCl_crystal_structure.png24/08/2012

24 MarkGallagher / Creative Commons – Atribuição-Partilha nos Mesmos Termos 2.5 Genérica

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Bleach-bottle.jpg

24/08/2012

27 Martin Finborud / Public Domain http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Kone_med_stor_struma.jpg

24/08/2012

29 Benjah-bmm27 / Public Domain http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Iron(II)-sulfate-heptahydrate-sample.jpg

24/08/2012

ciências da natureza e suas tecnologias - química ensino médio, 1ª série ligação iônica

Documents