Fórmulas

As fórmulas químicas foram criadas para facilitar a representação da composição das substâncias. Por meio delas podemos discernir a quantidade e os tipos de átomos que formam a substância.

Existem vários tipos de fórmulas químicas, que variam inclusive conforme o tipo de ligação. Mas aqui trataremos das principais fórmulas químicas usadas para representar os compostos moleculares, que são aqueles formados unicamente por ligações covalentes. Quando átomos de dois elementos ligam-se por meio desse tipo de ligação, eles realizam um compartilhamento de pares de elétrons. Assim, a primeira fórmula que é usada para representar as ligações covalentes é uma que mostra os elementos, o número deles e também os pares de elétrons compartilhados. Essa é a fórmula eletrônica ou fórmula de Lewis.

Na fórmula eletrônica, os elétrons da última camada eletrônica (camada de valência) de cada átomo são mostrados por meio de “pontinhos” ou “x” ao redor do símbolo do elemento. Por exemplo, o hidrogênio é da família 1, então ele possui um elétron em sua camada de valência. Já o oxigênio é da família 16 ou VI-A, logo possui seis elétrons na sua camada de valência:

Elétrons na camada de valência do hidrogênio e oxigênio

Então, segundo a regra do octeto, o hidrogênio precisa de mais um elétron para ficar estável (como ele só possui uma camada eletrônica, esse elemento fica estável com apenas dois elétrons). Já o oxigênio precisa de mais dois para ficar com oito elétrons e, assim, ficar estável. Logo, dois átomos de H ligam-se a um átomo de O, realizando dois compartilhamentos de elétrons, isto é, duas ligações covalentes:

Fórmula de Lewis da água

Observe que na fórmula de Lewis os pares de elétrons compartilhados são representados por uma espécie de “laço” em volta deles, que mostra essa formação das ligações. Quando ocorre como no caso acima, que entre dois átomos existe apenas uma ligação, então temos uma ligação simples. Se houver entre dois átomos duas ligações, será uma ligação dupla, e se forem três ligações, então será uma ligação tripla. Observe isso abaixo:

Exemplos de ligações covalentes simples, duplas e triplas

 A formula eletrônica ou de Lewis também serve para representar compostos iônicos, como mostra abaixo

Agora vejamos outro tipo de fórmula química mais simples que a fórmula eletrônica: a fórmula estrutural plana. Essa fórmula também mostra os elementos e o número de átomos envolvidos, mas a diferença é que o par de elétrons compartilhado é simbolizado por um traço (—). Veja:

Traços usados na fórmula estrutural

Veja alguns exemplos:

Fórmula Molecular: é a representação mais simples e aponta apenas quantos átomos de cada elemento químico que constitui a molécula. 
Exemplos: H₂O (água), CO₂ (gás carbônico).

Ligações Quimicas

 1. INTRODUÇÃO 

Ø     Existe uma grande quantidade de substâncias na natureza e, isto se deve à capacidade de átomos iguais ou diferentes se combinarem entre si. Um grupo muito pequeno de átomos aparece na forma de átomos isolados, como os gases nobres. 

Ø     Se dois átomos combinarem entre si, dizemos que foi estabelecida entre eles uma ligação química. 

Ø     Os elétrons mais externos do átomo são os responsáveis pela ocorrência da ligação química. 

Ø     As ligações químicas dependem da força de atração eletrostática existente entre cargas de sinais opostas a da tendência que os elétrons apresentam de formar pares. 

Ø     Deste modo para ocorrer uma ligação química é necessário que os átomos percam ou ganhem elétrons, ou, então, compartilhem seus elétrons de sua última camada.  

Ø     Na maioria das ligações, os átomos ligantes possuem distribuição eletrônica semelhante à de um gás nobre, isto é, apenas o nível K, completo, ou, 8 elétrons em uma outra camada. 

Ø     Esta ideia foi desenvolvida pelos cientistas Kossel e Lewis e ficou conhecida como teoria do octeto. 

Ø     Um átomo que satisfaz esta teoria é estável e é aplicada principalmente para os elementos do subgrupo A (representativos) da tabela periódica. Existem muitas exceções a esta regra, porém ela continua sendo usada. 

Ø     O número de elétrons que um átomo deve perder, ganhar ou associar para se tornar estável recebe o nome de valência ou poder de combinação do átomo. 

Ø     No caso de formação de íons, a valência é denominada de eletrovalência. 

Ø     Na maioria das vezes, os átomos que perdem elétrons são os metais das famílias 1A, 2A e 3A e os átomos que recebem elétrons são ametais das famílias 5A, 6A e 7A. 

2. LIGAÇÃO IÔNICA ou ELETROVALENTE 

Ø     Esta ligação ocorre devido à atração eletrostática entre íons de cargas opostas. 

Ø     Na ligação iônica os átomos ligantes apresentam uma grande diferença de eletronegatividade, isto é, um é metal e o outro ametal. 

Ø     O exemplo mais tradicional da ligação iônica é a interação entre o sódio (Z = 11) e o cloro (Z = 17) para a formação do cloreto de sódio (NaCl). 

Ø     O sódio tem configuração eletrônica: K = 2; L = 8; M = 1

Ø     A tendência normal dele é perder 1 elétron ficando com uma configuração eletrônica semelhante à do neônio e, se tornando um cátion monovalente. 

Ø     O cloro tem configuração eletrônica: K = 2; L = 8; M = 7

Ø     A tendência normal dele é ganhar 1 elétron ficando com uma configuração eletrônica semelhante à do argônio e, se tornando um ânion monovalente. 

                             

            Na¹⁺     Cl^1-

            --->      <---

            atração

                       

     E a formação do NaCl 

Vejamos a ligação entre o magnésio e o cloro. 

  Mg  (Z = 12)    K = 2; L = 8; M = 2            (tendência a perder 2 elétrons)

  Cl  (Z = 17)     K = 2; L = 8; M = 7             (tendência a ganhar 1 elétron) 

UMA REGRA PRÁTICA 

      Para compostos iônicos poderemos usar na obtenção da fórmula final o seguinte esquema geral.

A valência do cátion será a atomicidade do ânion e vice-versa.  Se os valores forem múltiplos de um mesmo número, deveremos fazer a simplificação. 

      A ligação iônica é, em geral, bastante forte e mantém os íons fortemente presos no retículo. Por isso, os compostos iônicos são sólidos e, em geral, têm pontos de fusão e ebulição elevados.        Os compostos iônicos, quando em solução aquosa ou fundidos conduzem a corrente elétrica. 

3. LIGAÇÃO COVALENTE ou MOLECULAR 

Ø     A principal característica desta ligação é o compartilhamento (formação de pares) de elétrons entre os dois átomos ligantes. 

Ø     Os átomos que participam da ligação covalente são ametais, semi metais e o hidrogênio. Os pares de elétrons compartilhados são contados para os dois átomos ligantes. 

Ø     Se cada um dos átomos ligantes contribuírem com um dos elétrons do par a ligação será covalente normal e, se apenas um dos átomos contribuírem com os dois elétrons do par, a ligação será covalente dativa ou coordenada.

Consideremos, como primeiro exemplo, a união entre dois átomos do elemento flúor (F) para formar a molécula da substância simples flúor (F₂).  

Consideremos, como segundo exemplo, a união entre dois átomos do elemento nitrogênio (N) para formar a molécula da substância simples nitrogênio (N2).

Consideremos como terceiro exemplo, a união entre dois átomos do elemento hidrogênio e um átomo do elemento oxigênio para formar a substância composta água (H₂O). 

 Atividades

01) Ao se transformar em íon estável, um átomo de magnésio (Z = 12) e um átomo de oxigênio (Z = 8), respectivamente: 

a)            ganha e perde 1 elétron. 

b)            ganha e perde 2 elétrons. 

c)            ganha e perde 3 elétrons. 

d)            perde e ganha 1 elétron. 

e)            perde e ganha 2 elétrons.

 

02) Um átomo X apresenta 13 prótons e 14 nêutrons. A carga do íon estável formado a partir deste átomo será:

a)             – 2. 

b)            – 1. 

c)            + 1. 

d)            + 2. 

e)            + 3. 

03) Os átomos pertencentes à família dos metais alcalinos terrosos e dos halogênios adquirem configuração eletrônica de gases nobres quando, respectivamente, formam íons com números de carga: 

a)             + 1 e – 1. 

b)            – 1 e + 2. 

c)            + 2 e – 1. 

d)            – 2 e – 2. 

e)            + 1 e – 2. 

04) Os átomos de certo elemento químico metálico possuem, cada um, 3 prótons, 4 nêutrons e 3 elétrons. A energia de ionização desse elemento está entre as mais baixas dos elementos da Tabela Periódica. Ao interagir com halogênio, esses átomos têm alterado o seu número de: 

a)             prótons, transformando-se em cátions. 

b)            elétrons, transformando-se em ânions. 

c)            nêutrons, mantendo-se eletricamente neutros. 

d)            prótons, transformando-se em ânions. 

e)            elétrons, transformando-se em cátions. 

05) Dadas às afirmações:  

I.              A camada de valência de um átomo é aquela onde se situam os elétrons que participam de uma associação com outro átomo.   

II.             O número de elétrons na camada de valência de um átomo é igual ao número atômico. 

III.            O átomo de oxigênio possui 6 elétrons na camada de valência. 

Dessas afirmações, APENAS: 

a)            I é correta. 

b)            II é correta. 

c)            III é correta. 

d)            I e III são corretas. 

e)            II e III são corretas. 

06) Um elemento A, de número atômico 13, combina se com um elemento B, de número atômico 17. A fórmula molecular do composto e o tipo de ligação são respectivamente: 

a)             AB₂.      

b)            A₂B. 

c)            A₃B. 

d)            AB₃. 

e)            A₇B₃.

 

07) Um elemento M do grupo 2A forma um composto binário iônico com um elemento  X do grupo  7A. Assinale, entre as opções abaixo, a fórmula do respectivo composto: 

a)             MX. 

b)            MX₂. 

c)            M₂X. 

d)            M₂X₇. 

e)            M₇X₂.

08) Dois átomos de elementos genéricos A e B apresentam as seguintes distribuições eletrônicas em camadas: A   2, 8, 1 e B   2, 8, 6. Na ligação química entre A e B:

I.              O átomo A perde 1 elétron e transforma-se em um íon (cátion) monovalente. 

II.             A fórmula correta do composto formado é A₂B e a ligação que se processa é do tipo iônico.

III.             O átomo B cede 2 elétrons e transforma-se em um ânion bivalente. 

Assinale a alternativa correta: 

a)            Apenas II e III são corretas. 

b)            Apenas I é correta. 

c)            Apenas II é correta. 

d)            Apenas I e II são corretas. 

e)            Todas as afirmativas são corretas. 

09) A fórmula do composto formado, quando átomos do elemento genérico M, que formam cátions trivalentes, ligam-se com átomos do elemento Y, pertencente à família dos calcogênios, é:

a)             M₃Y₂. 

b)             M₂Y₃. 

c)             MY₃. 

d)            M₃Y. 

e)            M₂Y. 

10) O amianto, conhecido também como asbesto, é um material constituído por fibras incombustíveis. É empregado como matéria-prima na fabricação de materiais isolantes usados na construção civil, como fibrocimento. O uso dessas fibras vem tendo queda desde a década de 1960, quando estudos confirmaram os efeitos cancerígenos desse material, principalmente sobre o aparelho respiratório. Entre seus componentes, além do SiO₂, estão o óxido de magnésio (MgO) e o óxido de alumínio (Al₂O₃).  Em relação ao composto MgO, analise as afirmativas: 

I.              A ligação entre o magnésio e o oxigênio se dá por transferência de elétrons, sendo classificada como ligação iônica. 

II.             Os átomos não alcançaram a configuração do gás nobre após a ligação. 

III.            Após a ligação entre os átomos de magnésio e oxigênio, há formação de um cátion Mg²⁺  e um ânion O^2–

Dados: Mg (Z = 12); O (Z = 8) 

 Está (ao) correta(s) apenas: 

a)            I. 

b)            II. 

c)            III. 

d)            I e II. 

e)            I e III. 

11) Uma ligação covalente normal é feita por: 

a)             elétrons de apenas um dos átomos 

b)            Um elétron de cada átomo. 

c)            Pontes de hidrogênio. 

d)            Partículas alfa. 

e)            transferência de elétrons. 

12) Um átomo de um elemento da família 5A, do sistema periódico, liga-se a outro átomo de um elemento da família 7A ligação entre ambos é: 

a)             coordenada. 

b)            eletrovalente. 

c)            dativa. 

d)            covalente normal. 

e)            iônica. 

13) Qual o número de ligações covalentes normais que um átomo de número atômico 8 pode realizar? 

a) 1. 

b) 2. 

c) 3. 

d) 4. 

e) 5. 

14) A fórmula N  ≡ N indica que os átomos de nitrogênio estão compartilhando três: 

a) prótons. 

b) elétrons. 

c) pares de prótons. 

d) pares de nêutrons. 

e) pares de elétrons. 

15) O hidrogênio (Z = 1) e o nitrogênio (Z = 7) devem formar o composto de fórmula: 

a)             N₂H. 

b)            NH₂. 

c)            NH₃. 

d)            NH₄. 

e)            NH₅. 

16) O dióxido de carbono (CO₂) é um gás essencial no globo terrestre. Sem a presença desse gás, o globo seria gelado e vazio. Porém, quando é inalado em concentração superior a 10%, pode levar o indivíduo à morte por asfixia. Esse gás apresenta em sua molécula um número de ligações covalentes igual a: 

a)             4. 

b)            1. 

c)            2. 

d)            3. 

e)            0.