✔ Qui livro 1, frente 1, cap. 4: Ligação químicas e polaridade

Em uma bolha de sabão encontramos moléculas de água e de detergente; o detergente "isola expõe( isola, expõe )" a água em uma região hidrofílica hidrofóbica( hidrofílica, hidrofóbica ), facilitando a interação entre moléculas de mesma polaridade. Porém, essa estrutura é rompida facilmente, como o toque de um dedo.

Ligação covalente: é o compartilhamento a doação( o compartilhamento, a doação ) de um par de elétrons entre dois átomos, isso é, os dois átomos vão atrair aquele par e considerá-lo na busca pelo octeto.
Ex.: H : Be : H
Note que tanto o Be considera ter 4 elétrons, e cada H considera ter 2 elétrons.

Uma ligação apolar é uma ligação covalente formada entre dois átomos com eletronegatividade iguais diferentes( iguais, diferentes ).
Ex.: H-H, Cl-Cl

Em uma ligação química entre átomos de eletronegatividade diferente, o átomo mais eletronegativo tem a capacidade de puxar para si o elétron da ligação, criando um polo negativo em volta de si: ligação covalente polar apolar( polar, apolar )

Ligações entre o msm elemento são ligações apolares polares( apolares, polares ).
O-O
F-F

Dado que o nitrogênio (N) e o cloro (Cl) possuem a mesma eletronegatividade, uma ligação entre esses átomos será apolar polar( apolar, polar )

Em uma ligação polar, como de H-Cl, o par comprtilhado fica mais próximo do Cl H( Cl, H ) porque é mais eletronegativo. Assim, forma-se um polo negativo do lado do Cl H( Cl, H ) e um polo positivo do lado do H Cl( H, Cl ); essa cargas adquiridas são parciais inteiras( parciais, inteiras ), só seriam cargas inteiras parciais( inteiras, parciais ) se houvesse transferência integral de um elétron.

Quanto maior a diferença de eletronegatividade, mais menos( mais, menos ) polar será a ligação, e maior será o vetor momento dipolar μ.
Assim: μ em H-Cl > <( >, < ) μ em H-C

Diferença entre ligação covalente polar e ligação iônica:
Diferentemente das ligações covalentes iônicas( covalentes, iônicas ), em que há o compartilhamento de elétrons, nas ligações iônicas covalentes( iônicas, covalentes ) os elétrons são doados ou recebidos pelos átomos.
Geralmente, as ligações iônicas ocorrem entre elementos das famílias IA, IIA 2 IIIA com os das famílias VA, VIA, VIIA VA, VIA, VIIA e gases nobres( VA, VIA, VIIA, VA, VIA, VIIA e gases nobres ).

Assim como existem ligações polares e apolares, existem moléculas polares e apolares.
Uma molécula é apolar polar( apolar, polar ) quando o centro de cargas positivas coincide com o de cargas negativas, ou seja, não pode ter uma extremidade mais positiva ou mais negativa que a outra.
Em moléculas diatômicas, a polaridade da molécula é igual diferente( igual, diferente ) a da ligação, ex.: molécula de HCl.
A geometria molecular ajudará na clasificação polar ou apolar...

* Nas moléculas polares apolares( polares, apolares ), existe separação de cargas, ou seja, são moléculas que apresentam dipolos; assim, quando sob efeito de um campo elétrico, tendem a se alinhar com o campo.

Na teoria RPECV ( teoria da repulsão dos pares de elétrons da camada de valência), os pares de elétrons arranjar-se-ão de modo a ficarem o mais possível afastado próximo( afastado, próximo ) um do outro para que a repulsão entre eles seja mínima máxima( mínima, máxima ).

Moléculas simétricas são apolares polares( apolares, polares ).
Simetria: ângulos e ligantes iguais em relação ao átomo central

Todo hidrocarboneto (moléculas formadas somente por H e C) é apolar polar( apolar, polar ).

Força das ligações:
O melhor é entender a lógica:
Em ligações iônicas, têm-se cátions e ânions se atraindo, são carga inteiras parciais( inteiras, parciais ) positivas atraindo cargas inteiras parciais( inteiras, parciais ) negativas, portanto, é óbvio que será uma ligação muito forte fraca( forte, fraca ). Sendo assim, ainda por lógica, percebe-se que como a força é grande pequena( grande, pequena ), a tendência é que as moléculas fiquem mais juntas esparsas( juntas, esparsas ), portanto, a temperatura de fusão dessas substâncias é bem alta baixa( alta, baixa ).

Força entre ligações:
Metais: como os átomos de metais querem doar receber( doar, receber ) elétrons, os elétrons das camadas mais distantes do núcleo do átomo acabam se movimentando livremente, formando uma nuvem/mar de elétrons. Os cátions ânions( cátions, ânions ) ali formados são atraídos pela nuvem eletrônica, formando ligações relativamente fortes e também estruturas cristalinas. Fato comprovado quando nota-se que a maioria dos metais está em estado sólido gasoso( sólido, gasoso ) (moléculas juntinhas distantes( juntinhas, distantes )).
* O Mercúrio é exceção, é líquido a temperatura ambiente.

Quando mais intensas as forças de atração entre as moléculas, maiores menores( maiores, menores ) são as temperaturas de fusão e ebulição das substâncias.

Forças intermoleculares são forças de atração repulsão( atração, repulsão ) entre as moléculas.
existem dois tipos:
ponte de hidrogênio e força de Van der Waals

As forças de Van Der Waals pode acontecer entre:
- dipolo-dipolo / dipolo permanente / moléculas polares apolares( polares, apolares )
.
- dipolo induzido / dipolo temporário / força de dispersão de London / moléculas apolares polares( apolares, polares )

Quando uma molécula é polar, ela possui polos permanentemente temporariamente( permanentemente, temporariamente ), por isso é chamada de dipolo. Assim, o polo negativo de uma molécula atrairá o polo positivo negativo( positivo, negativo ) de outro, formando uma atração permanente temporária( permanente, temporária ), por isso o nome: dipolo-permanente induzido( permanente, induzido ).

Observa-se que substâncias apolares polares( apolares, polares ), como metano e oxigênio, possuem pontos de ebulição abaixo de -150 150( -150, 150 )ºC, muito baixos altos( baixos, altos ); isso significa que seu estado físico predominante é gasoso líquido sólido( gasoso, líquido, sólido ). Mas, existe sim como fazê-los existir em outros estados.

A atração intermolecular do tipo dipolo induzido / London, não depende depende( não depende, depende ) da polaridade, mas e não( mas, e não ) do tamanho da molécula. Ao longo de um longo período de tempo, a distribuição de carga em molécula apolar é uniforme polarizada( uniforme, polarizada ), no entanto, em razão do "movimento" dos elétrons pode ter um pouco mais de elétrons de um lado, formando um dipolo temporário permanente( temporário, permanente ).

Magnitude das forças de dispersão de London, tem 3 fatores:
1. Quanto maior menor( maior, menor ) o tamanho da molécula (ou átomo em gases nobres), mais intensas são as forças de atração; Leva-se em conta também que moléculas de maior menor( maior, menor ) massa requerem mais energia térmica para escapar da superfície do líquido durante a ebulição;

Magnitude da atração dipolo induzido
2. Moléculas com formatos mais alongados e extensos circulares e ramificados( alongados e extensos, circulares e ramificados ) tem maior intensidade de atração intermolecular;

3. Moléculas pequenas contendo átomos eletronegativos tem os elétrons mais "presos", assim, há baixa alta( baixa, alta ) intensidade na atração dipolo induzido.

A atração dipolo induzido está presente em todas poucas( todas, poucas ) as moléculas, mesmo que não seja a força predominante. Por ex.: na molécula de água há atração dipolo induzido ponte H( dipolo induzido, ponte H ), mas essa é desprezível comparada a intensidade da ponte H dipolo induzido( ponte H, dipolo induzido ). Ex.2: Entre o propan-1-ol e o butan-1-ol não há muita diferença entre as intensidades das ligações de hidrogênio, mas o PE do butan-1-ol propan-1-ol( butan-1-ol, propan-1-ol ) é 20ºC a mais, em razão de sua maior menor( maior, menor ) massa molar.

As ligações de hidrogênio são um caso especial de dipolo permanente induzido( permanente, induzido ), a natureza da atração de eletrostática é a mesma. ou seja, a ponte H também é uma atração entre partes positivas e negativas tamanhos diferentes( partes positivas e negativas, tamanhos diferentes ) das moléculas; Elas podem ocorrem entre moléculas iguais ou diferentes.

Ponte H
Para acontecer, o H deve estar ligado aos elementos menores maiores( menores, maiores ) e mais menos( mais, menos ) eletronegativos: F, O Cl( O, Cl ) e N Br( N, Br ). Assim esses átomos atraem muito o par de elétrons da ligação, e o H vai concentrar uma alta carga parcial positiva negativa( positiva, negativa ), que atrai outros FON;

Note que para ter ponte H uma molécula precisa ter H ligado a FON, e a outra também precisa ter FON, mas não e( mas não, e ) necessariamente ligado a H.

Condições para formação de pontes de hidrogênio:
1) ter um átomo mto eletronegativo: F C( F, C ), O H( O, H ), N Cl( N, Cl )
2) ter um H C( H, C ) ligado ao átomo 1)
3) o átomo 1) ter não ter( ter, não ter ) par de elétron não compartilhado

Sabe aquelas imagens de insetos pousando em cima da água? as responsáveis por isso são as ligações de hidrogênio dipolo induzido( de hidrogênio, dipolo induzido ) que faz a água possuir uma tensão superficial relativamente alta baixa( alta, baixa ), característica de líquidos cujas moléculas se atraem repelem( atraem, repelem ) fortemente

Propriedades de substâncias moleculares com ponte:
1. Aumento Diminuição( Aumento, Diminuição ) significativo das temperaturas de ebulição e, frequentemente, de fusão;
2. Aumento Diminuição( Aumento, Diminuição ) da solubilidade quando há formação de ponte entre soluto e solvente, e isso frequentemente tornam eles completamente micíveis.

Outra propriedade peculiar da água atribuída as ligações de hidrogênio é seu comportamento anômalo de variação de densidade, a maior menor( maior, menor ) ocorre a 4ºC. A água no estado sólido apresenta uma estrutura cristalina hexagonal quadrática triangular( hexagonal, quadrática, triangular ) mais menos( mais, menos ) espaçada do que no estado líquido.
Acima de 4ºC a vibração das moléculas de água se afastam por causa da energia térmica, diminuindo aumentando( diminuindo, aumentando ) a densidade; Entre 4ºC e 0ºC a estrutura já começa a se parecer com o gelo, também de afastando e também diminuindo aumentando( diminuindo, aumentando ) a densidade.

As ligações de hidrogênio dipolo-dipolo dipolo induzido( de hidrogênio, dipolo-dipolo, dipolo induzido ) são responsáveis pela estabilidade da estrutura de dupla fita helicoidal do DNA e do pareamento correto entre as bases.

Muitas proteínas, como a seda e o cabelo, polímeros naturais como a celulose e polímeros artificiais como o nylon devem sua resistência às incontáveis ligações de hidrogênio dipolo induzido dipolo permanente( de hidrogênio, dipolo induzido, dipolo permanente ) entre suas moléculas.

Sendo que as atrações entre moléculas são mais fracas fortes( fracas, fortes ) do que as atrações entre átomos. Quando uma ligação interatômica pe quebrada e uma nova é formada, diz-se que ocorreu uma reação química física( química, física ), pois houve alteração da substância. Quando uma ligação intermolecular é quebrada ou formada, geralmente há mudança no estado físico da matéria ou dissolução em outra.

Foi visto que as ligações de hidrogênio ocorrem apenas quando o H se liga a F, O e N. As substâncias mais simples flormadas são o HF, H2O e NH3. Sendo o F o átomo de maior menor( maior, menor ) eletronegatividade, a ligação F-H é mais forte fraca( forte, fraca ) que O-H e N-H, mas porque a temperatura de ebulição do HF é menor maior( menor, maior ) do que a da H2O?
A temperatura de ebulição será maior menor( maior, menor ) quanto mais ligações de H acontecer, assim, veja nos próximos slides, a molécula de H2O faz mais menor( mais, menor ) ligações de H intermolecular do que a molécula de HF.

Perceba que mesmo que as ligações F-H sejam mais fortes fracas( fortes, fracas ), a água pode fazer o dobro de ligações de H.
Por isso, que a temperatura de ebulição, nas CNTP, da água é 100ºC 19,5ºC( 100ºC, 19,5ºC ) e do ácido fluorídrico é 19,5ºC 100ºC( 19,5ºC, 100ºC )

Sobre a amônia:
Note que a amônia pode fazer 2 ligações H, assim como o ácido fluorídrico; entretanto, as ligações F-H são mais fortes fracas( fortes, fracas ) do que as ligações N-H, portanto, a temperatura de ebulição da amônia é menor maior( menor, maior ) do que do HF. A temperatura de ebulição da amônia é -33,3 33,3( -33,3, 33,3 )ºC.

Uma ligação peptídica é uma ligação química que ocorre entre duas moléculas quando o grupo carboxilo cetona álcool fenol( carboxilo, cetona, álcool, fenol ) de uma molécula reage com o grupo amina amida éter éster( amina, amida, éter, éster ) de outra molécula, liberando uma molécula de água. 

Solubilidade: semelhante dissolve semelhante? sim não( sim, não )!
Substâncias iônicas covalentes( iônicas, covalentes ) e polares tendem a dissolver em solventes polares; e líquidos polares geralmente dissolvem um no outro. O mesmo para apolares.
*Empiricamente, sempre há um grau de solubilidade, por exemplo, se misturar água potável com óleo e depois separar de novo, a água não será será( não será, será ) potável.

Solubilidade em cadeias carbônicas:
Moléculas menores maiores( menores, maiores ) como de metanol, etanol e propanol, sçao micíveis em água em qualquer proporção; Entretanto, quanto mais aumenta diminui( aumenta, diminui ) a cadeia apolar, como no decanol, não é mais possível acomodar a cadeia na água, sendo, portanto, insolúvel solúvel( insolúvel, solúvel ).
*Note que a outra parte dos álcoois são solúveis insolúveis( solúveis, insolúveis ) em solventes apolares, como gasolina.

Solubilidade em água:
- hidrocarbonetos e haletos orgânicos são insolúveis parcialmente solúveis solúveis( insolúveis, parcialmente solúveis, solúveis );
- compostos de até 3 carbonos e 1 grupo hidrofílico (como hidroxila) são solúveis insolúveis parcialmente solúveis( solúveis, insolúveis, parcialmente solúveis );
- compostos de 4 a 5 carbonos com 1 grupo hidrofílico são parcialmente solúveis insolúveis solúveis( parcialmente solúveis, insolúveis, solúveis );
- Substâncias com mais de 1 grupo hidrofílico devem ser analisadas uma a uma, ex.: a sacarose é uma cadeia de 12 carbonos e tem 10 grupos hidrofílicos, é portanto, muito pouco( muito, pouco ) solúvel em água.

Vamos falar sobre o álcool
O álcool tem hidroxila ligada em carbono saturado insaturado( saturado, insaturado ); o álcool é anfipático antipático( anfipático, antipático )/anfifílico, porque tem parte polar (hidrofílica lipofílica( hidrofílica, lipofílica ), conferida pela hidroxila cadeia carbônica( hidroxila, cadeia carbônica )) e parte apolar (lipofílica hidrofílica( lipofílica, hidrofílica ), conferida pela cadeia carbônica hidroxila( cadeia carbônica, hidroxila )).

O álcool é volátil estável( volátil, estável ) (se não deixar a embalagem fechada, ele evapora), é não é( é, não é ) inflamável, não é( não, é ) tóxico, e pode causar ressecamento hiper hidratação( ressecamento, hiper hidratação ) se usado com frequência (pois absorve libera( absorve, libera ) umidade).

Álcool em gel: é um coloide, fica entre o sólido e o líquido líquido e gasoso( sólido e o líquido, líquido e gasoso ), mais parecido com sólido líquido gasoso( sólido, líquido, gasoso ). Ele retarda acelera( retarda, acelera ) a propagação da chama; no gel pode adicionar substâncias para diminuir o ressecamento a hidratação( o ressecamento, a hidratação ) da pele; ele volatiliza menos mais( menos, mais ), então a substância microbicida atua por mais menos( mais, menos ) tempo.

Porque usar álcool 70% para limpar as mãos? Por que é melhor que um álcool mais puro?
A água junta se separa( junta, se separa ) com o álcool e diminui aumenta( diminui, aumenta ) a volatização, diminui aumenta( diminui, aumenta ) a velocidade de propagação da chama e facilita dificulta( facilita, dificulta ) a reação com alguns micro-organismos.

Vamos falar sobre sabões:
A reação química para a fabricação de sabão é a hidrólise de glicerídios glicerol( glicerídios, glicerol ).

Sabões são, portanto, sais ácidos bases( sais, ácidos, bases ) (de sódio ou potássio) de ácidos carboxílicos de cadeia longa curta( longa, curta ) (ácidoo graxos).

Os detergêntes, por sua vez, foram desenvolvidos no século XX, e são sais de sódio de ácido sulfônico de cadeia orgânica grande pequena( grande, pequena ).

Embora diferentes quimicamente, sabão e detergente têm ação semelhante. Ambos possuem uma "cabeça" muito polar, hidrofílica hidrofóbica( hidrofílica, hidrofóbica ), iônica covalente( iônica, covalente ); e uma "cauda" orgânica inorgânica( orgânica, inorgânica ) apolar polar( apolar, polar ), hidrofóbica hidrofílica( hidrofóbica, hidrofílica ).

A estrutura do sabão permite que sua molécula interaja com substâncias apolares polares( apolares, polares ) (óleos e gorduras) e com água (polar apolar( polar, apolar )) ao mesmo tempo, formando micelas. Óleos e gorduras ficam na parte interna externa( interna, externa ) apolar polar( apolar, polar ) da micela; a parte externa interna( externa, interna ), interagindo com a água, pode transportar a gordura pela água.

A formação de uma monocamada de sabão na superfície da água é responsável também pelo efeito tensoativo, ou seja, diminuição aumento( diminuição, aumento ) da tensão superficial da água.

Vamos falar sobre a condução de corrente elétrica
Relembrando: na física, corrente elétrica é o fluxo ordenado aleatório( ordenado, aleatório ) de partículas portadoras de eletricidade. Corpos que não apresentam resistência à passagem de corrente são chamados condutores isolantes( condutores, isolantes ); os que apresentam, isolantes condutores( isolantes, condutores ).

Metais são os mais eficientes condutores por apresentarem uma nuvem de elétrons "livres", eles conduzem energia elétrica tanto no estado sólido quanto no estado líquido.
Agora, outra forma de condução de eletricidade é em materiais que contêm íons átomos nêutros( íons, átomos nêutros ) livres.

As substâncias iônicas são agregados de íons se atraindo eletricamente. No estado sólido líquido gasoso( sólido, líquido, gasoso ), esses compostos não são capazes de conduzir energia elétrica, pois os íons estão presos em uma estrutura cristalina. No entanto, no estado líquido sólido( líquido, sólido ), compostos iônicos podem conduzir corrente elétrica, pois os íons passam a ter um certo grau de liberdade. Substâncias iônicas em solução aquosa barras sólidas( solução aquosa, barras sólidas ) também podem conduzir corrente elétrica.

Substâncias moleculares e sólidos covalentes não também( não, também ) conduzem corrente elétrica, pois nesses compostos não existem íons livres. Há exceções, como substâncias moleculares que sofrem ionização em solução aquosa, como ácidos, pois nessa situação será formados íons.

Observação: um sólido covalente iônico( covalente, iônico ) capaz de conduzir corrente elétrica é a grafite, pois é formado apenas por carbonos hibridizados de forma sp2 sp sp3( sp2, sp, sp3 ). As placas de carbono possuem nuvem eletrônica "pi sigma( pi, sigma )" entre si, nas quais os elétrons estão relativamente "soltos" e, por isso, conseguem transmitir corrente elétrica.

Sobre o quadro anterior:
Lembre que substância molecular é uma substância formada por ligações covalentes iônicas( covalentes, iônicas ), elas só vão conduzir eletricidade se forem ácidos, ou amônia, pois em água essas substâncias ionizam.
Ex.: HNO3 -> H+ + NO3-
Amônia: NH3 -> NH4+ + OH-
*Note também que se simplesmente deixar o HNO3 ou NH3 em estado líquido eles não vão vão( não vão, vão ) ionizar, portanto, não vão vão( não vão, vão ) conduzir eletricidade.

Propriedade dos sólidos:
Sólidos iônicos
São formados por cátions e ânions atraídos eletrostaticamente.
A ligação iônica é tipicamente uma ligação forte fraca( forte, fraca ). OS sólidos iônicos formam cristais duros moles( duros, moles ) e de alta temperatura de fusão ebulição( fusão, ebulição ), porém quebradiços muito resistentes( porém quebradiços, muito resistentes ). São maus condutores de energia elétrica no estado sólido líquido( sólido, líquido ), mas conduzem no estado líquido sólido( líquido, sólido ) ou em solução aquosa. Ex.: NaCl, KBr, K2SO4

Propriedade dos sólidos:
Sólidos moleculares
As atrações que mantém uma substância molecular no estado sólido são as forças de Van der Waals, ou seja, atração dipolo permanente ou dipolo induzido (London) entre as moléculas os átomos( as moléculas, os átomos ) da substância. Podem formar cristais ou sólidos amorfos. Como as atrações intermoleculares são fracas fortes( fracas, fortes ), os sólidos moleculares são moles duros( moles, duros ) e possuem baixas altas( baixas, altas ) temperaturas de fusão. São mau bons( mau, bons ) condutores, inclusive no estado líquido.
Ex.: C6H12O6, I2

Propriedade dos sólidos:
Sólidos covalentes
As unidades básicas são átomos moléculas( átomos, moléculas ) ligados covalentemente. Geralmente formam cristais muito duros moles( duros, moles ) e de altíssimas baixíssimas( altíssimas, baixíssimas ) temperaturas de fusão, pois a fusão de um sólido covalente implica na quebra das ligações covalentes. São maus bons( maus, bons ) condutores de eletricidade.
Ex.: C(diamante), SiO2(quartzo), Al2O3(alumina).

Propriedade dos sólidos:
Sólidos metálicos
A ligação metálica é a atração dos cátions metálicos pela nuvem de elétrons deslocalizados localizados( deslocalizados, localizados ). Os metais formam estruturas cristalinas com dureza e temperatura de funsão fusão( funsão, fusão ) variáveis. Alguns são mais duros e com temperatura de fusão maior que outros, pois além das ligações metálicas possuem também ligações covalentes iônicas( covalentes, iônicas ) entre cátions adjacentes. Os elétrons livres tornam os metais bons maus( bons, maus ) condutores de eletricidade no estado sólido e líquido sólido líquido( sólido e líquido, sólido, líquido ).
Ex.: Fe, Cu, Au, Pb