Ligação química e estrutura da matéria · A ligação química
Estabilidade de átomos e íons
Com exceção dos gases nobres, quase nenhum elemento aparece na natureza como átomo solto: o sódio metálico, o cloro das piscinas e o oxigênio do ar sempre estão combinados com outros átomos. Por que os átomos "preferem" se juntar? A resposta tem a ver com energia.
Por que os átomos se ligam
Se você colocar sódio metálico em contato com gás cloro, os dois reagem com violência, liberando luz e calor, e formam o sal de cozinha (NaCl). Essa substância é tão estável que, para separá-la de novo em sódio e cloro, é preciso fundi-la e passar corrente elétrica por ela. Por que os átomos isolados preferem se agrupar?
A profundidade do poço (a diferença entre os átomos separados e o mínimo) é a energia de ligação: a energia que é preciso fornecer para separar os átomos de novo.
Pratica★☆☆Por começar
Na natureza quase não se encontram átomos isolados: com exceção dos gases nobres, os elementos se apresentam sob a forma de compostos ou metais. a) Explique o que…
Na natureza quase não se encontram átomos isolados: com exceção dos gases nobres, os elementos se apresentam sob a forma de compostos ou metais.
a) Explique o que significa um átomo ser «estável» e o que os átomos ganham ao se ligarem uns aos outros.
b) O que acontece com a energia do conjunto quando os átomos formam uma ligação? Aumenta ou diminui?
A regra do octeto orienta a química da maioria dos elementos. a) Enuncie-a com palavras suas. b) A quais elétrons do átomo ela se refere? c) Que configuração os átomos…
A regra do octeto orienta a química da maioria dos elementos.
a) Enuncie-a com palavras suas.
b) A quais elétrons do átomo ela se refere?
c) Que configuração os átomos atingem quando a cumprem? Dê um exemplo de um elemento que já a possua naturalmente.
Ajuste os elétrons deste modelo do sódio: com $11$ prótons e $11$ elétrons, o átomo é neutro; com $10$ elétrons, você tem o íon $\text{Na}^+$, com a mesma camada de valência do neônio.
Pratica★☆☆Por começar
Quando o sódio se combina com o cloro, cada átomo de sódio cede um elétron e se transforma no íon $\text{Na}^+$. O esquema representa a perda do elétron. a) Defina o que…
Quando o sódio se combina com o cloro, cada átomo de sódio cede um elétron e se transforma no íon $\text{Na}^+$. O esquema representa a perda do elétron.
a) Defina o que é um cátion e o que é um ânion.
b) Indique o sinal da carga de cada tipo de íon.
c) O íon $\text{Na}^+$ é um cátion ou um ânion? Justifique a resposta.
O magnésio ($Z = 12$) reage perdendo elétrons e formando o íon $\text{Mg}^{2+}$. a) Quantos elétrons cada átomo de magnésio perde? b) Quantos elétrons o íon formado tem…
O magnésio ($Z = 12$) reage perdendo elétrons e formando o íon $\text{Mg}^{2+}$.
a) Quantos elétrons cada átomo de magnésio perde?
b) Quantos elétrons o íon formado tem no total?
c) Escreva o processo na forma de uma semiequação: $\text{Mg} \rightarrow \text{Mg}^{2+} + \ldots$ (complete o número de elétrons liberados).
O cloro ($Z = 17$) da água das piscinas atua como desinfetante e, ao reagir, cada átomo ganha um elétron, formando o íon $\text{Cl}^{-}$. a) Quantos elétrons tem o íon…
O cloro ($Z = 17$) da água das piscinas atua como desinfetante e, ao reagir, cada átomo ganha um elétron, formando o íon $\text{Cl}^{-}$.
a) Quantos elétrons tem o íon cloreto?
b) É um cátion ou um ânion?
c) Qual é a sua carga elétrica líquida? Justifique contando prótons e elétrons.
Uma partícula contém $12$ prótons e $10$ elétrons. a) Calcule a carga líquida dela. b) É um átomo neutro, um cátion ou um ânion? c) Identifique o elemento e escreva o…
Uma partícula contém $12$ prótons e $10$ elétrons.
a) Calcule a carga líquida dela.
b) É um átomo neutro, um cátion ou um ânion?
c) Identifique o elemento e escreva o símbolo do íon.
O diagrama de Lewis mostra só os elétrons de valência, como pontos ao redor do símbolo. Os pontos são colocados um em cada lado antes de formar pares. Os elétrons que ficam sozinhos (desemparelhados) indicam quantas ligações o átomo costuma fazer.
Pratica★★☆Por começar
Os diagramas de Lewis representam os elétrons de valência como pontos ao redor do símbolo do elemento. a) Indique quantos elétrons de valência têm o sódio ($Z = 11$), o…
Os diagramas de Lewis representam os elétrons de valência como pontos ao redor do símbolo do elemento.
a) Indique quantos elétrons de valência têm o sódio ($Z = 11$), o magnésio ($Z = 12$), o oxigênio ($Z = 8$) e o cloro ($Z = 17$).
b) Desenhe no seu caderno o diagrama de Lewis de cada um dos quatro átomos.
c) Quantos elétrons desemparelhados tem cada átomo? Relacione esse fato com o número de ligações que cada elemento costuma formar.
Você pode fazer isso no papel e enviar uma foto com a sua resposta.
O raio do íon $\text{O}^{2-}$ é de $140\ \text{pm}$, enquanto o do $\text{Mg}^{2+}$ é de apenas $72\ \text{pm}$, embora os dois tenham exatamente $10$ elétrons. Por que duas espécies com a mesma eletrosfera têm tamanhos tão diferentes?
Pratica★★☆Por começar
Estas espécies parecem muito distintas: $\text{N}^{3-}$, $\text{O}^{2-}$, $\text{F}^{-}$, $\text{Na}^{+}$, $\text{Mg}^{2+}$ e $\text{Al}^{3+}$. Dados: $Z(\text{N}) = 7$,…
Para tirar o primeiro elétron do sódio são necessários $496\ \text{kJ/mol}$, mas para tirar o segundo são $4.562\ \text{kJ/mol}$, quase dez vezes mais. Por isso não existe o íon $\text{Na}^{2+}$ em compostos comuns. Por que a energia dispara de repente?
Este modelo representa o íon $\text{Mg}^{2+}$: restam só duas camadas completas. Imagine quanto custaria arrancar um terceiro elétron dessa camada interna, que já tem estrutura de gás nobre: por isso o magnésio nunca forma o $\text{Mg}^{3+}$.
Resumo
Vamos praticar! 2 exercícios de nível médio neste tema