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Geometria Molecular

 

Geometria Molecular - O que é

A disposição específica tridimensional de átomos em moléculas é conhecida como geometria molecular. Nós também definimos a geometria molecular como as posições dos núcleos atômicos em um molécula.

A Geometria Molecular está relacionada com a orientação específico de átomos de ligação. Uma análise cuidadosa das distribuições de elétrons em orbitais normalmente irá resultar em determinações corretas da geometria molecular. Além disso, a escrita simples dos diagramas de Lewis também podem fornecer pistas importantes para a determinação da geometria molecular.

Geometria Molecular - Ligações

O número de pares eletrônicos ao redor de um átomo (ligações múltiplas são consideradas como um único par eletrônico), solitários ou compartilhados, é o seu número estérico. Esse número determina a orientação espacial dos pares eletrônicos, de acordo com a teoria das repulsões inter-eletrônicas.

Geralmente escreve-se formulas estruturais planas para substancias moleculares, mas freqüentemente não e correto. A maior parte das moléculas é tridimensional.

Muitas moléculas possuem um átomo central, que é rodeado por outros átomos arrumados de modo a apresentarem a melhor configuração possível no espaço e o melhor equilíbrio possível das forças elétricas e magnéticas que existem entre seus núcleos e elétrons.

A geometria de uma molécula depende do número de átomos participantes e, quando existe um átomo central, da quantidade de elétrons não envolvidos em ligações na última camada deste (os elétrons exercem repulsão entre si).

As ligações covalentes são formadas por pares de elétrons. Ocorre então repulsão entre ligações, entre elétrons livres e entre ligações e elétrons livres.

1. As regras de Gillespie:

Através das regras pelo químico francês Gollespie, é possível deduzir a formação geométrica de uma série de moléculas, tendo com base apenas o número de átomos que possuem e as ligações que o átomo central pode fazer:

Moléculas com dois átomos (diatômicas)

A molécula será invariavelmente linear. O ângulo entre as ligações será de 180º.

O2 HCL N2
O = O H - CL N = N

Moléculas com três átomos (triatômicas)

Na ausência de elétrons não envolvidos em ligações na última camada do átomo central: a molécula é invariavelmente linear. O ângulo entre as ligações será de 180º.

BCN CO2 N2O
H - V = N O = C = O O N=N

Na presença de par ou pares de elétrons não envolvidos em ligações na última camada do átomo central: os elétrons livres repelem os eixos das ligações e a molécula será angular. O ângulo entre as ligações será tanto menor quanto maior for o número de elétrons não envolvidos em ligações na última camada do átomo central.

H2O

Geometria Molecular

H2O Moléculas com quatro átomos

Na ausência de par de elétrons não envolvido em ligação na última camada do átomo central: a molécula terá todos os átomos no mesmo plano de três lados (trigonal plana). Os ângulos serão de 120º entre as ligações.

BF3

Geometria Molecular

Na presença de par ou pares de elétrons não envolvidos em ligação na última camada do átomo central: o par de elétrons exerce repulsão sobre os eixos de ligação e distorce a estrutura trigonal plana para uma pirâmide de base trigonal (03 lados).

NH3

Geometria Molecular

Moléculas com cinco átomos

As quatro ligações se distribuirão no espaço de maneira a diminuir ao máximo a repulsão entre elas e a estrutura será um tetraedro com o átomo central ocupando o centro do sólido geométrico.

CCl4

Geometria Molecular

Geometria Molecular
Formas geométricas das moléculas

Geometria Molecular
Observação: Uma dativa (Geometria Molecular ) ou uma dupla (Geometria Molecular ) ou uma tripla (Geometria Molecular ) correspondem a uma nuvem

Determinação do caráter de uma ligação

1. A diferença de eletronegatividade

O que determina o tipo de ligação que será estabelecida entre dois átomos é a diferença de eletronegatividade
Uma ligação química pode ser 100% covalente quando não há nenhuma diferença de eletronegatividade entre os átomos, mas nunca será 100% iônica.

Desse modo, o mais correto é dizer que:

Quando dois átomos estabelecem uma ligação química, dependendo da diferença de eletronegatividade existente entre eles, essa ligação terá um caráter mais acentuado para o covalente ou mais para o iônico.

Se a diferença de eletronegatividade entre dois átomos for menor ou igual 1,6, a ligação entre ele será acentuada covalente
Se for maior que 1,6 será acentuada iônica.

2. Valência e NÓX

A Valência de um elemento químico é o número de ligações iônicas, covalentes, que um átomo desse elemento é capaz de estabelecer.

Ex o H e monovalente=> faz uma ligação

O e bivalente=> faz duas ligações

N e Trivalente=> faz três  ligações

NÓX

Chamamos de número de oxidação ou nóx a carga assumida por um átomo quando a ligação que o une a um outro é quebrada.

Existem três  casos a serem analisados com relação ao nóx de um elemento: composto iônico, covalente e substância simples.

Num composto iônico, ou nox é a própria carga do íon, pois quando a ligação se rompe, já ocorreu a transferência do elétron do átomo menos para o mais eletronegativo.

Geometria Molecular

Na formação do NaCl, o Na passa de 11 para 10 elétrons e o Cl passa de 17 para 18 elétrons. O Na fica com carência de 1 elétron e assume a carga 1+, o Cl fica com excesso de um elétrons e assume a carga 1-. Então, os nox do Na e do Cl, neste composto, serão respectivamente 1+ e 1-.

Num composto covalente assume-se que a mesma se quebra e que o par de elétrons fica com o átomo mais eletronegativo. Na molécula de HCl, o átomo mais eletronegativo é o Cl e o menos é o H. O Cl adiciona um elétron à sua eletrosfera, enquanto o H perde um. Então, os nox do Cl e do H serão, respectivamente, 1- e 1+.

Geometria Molecular

Em uma substância simples, os nox de todos os átomos componentes é igual a zero, pois não é possível a existência de diferenças deeletronegatividade.

Exemplos: S8, H2, O2, P4, Cgraf, Cdiam.

Regras para a determinação do NOX

Metais alcalinos                                               1+

Metais alcalino-terrosos                                    2+

Oxigênio (menos nos peróxidos, em que é 1-)   2 -

Hidrogênio (menos nos hidretos, em que é 1-)   1+

Alumínio (Al)                                                  3+

Zinco (Zn)                                                       2+

Prata (Ag)                                                       1+

Substâncias simples                                          0

A soma dos números de oxidação num composto é igual a zero.

A soma dos números de oxidação num íon composto é igual a carga do íon.

1. Polaridade das moléculas

Para decidir se uma molécula é ou não polar, devemos observar 2 aspectos:

Diferença de eletronegatividade
Geometria molecular

Ligação covalente e polaridade

Ligação covalente apolar - Os átomos ligados têm igual eletronegatividade.
Ligação covalente polar -
Os átomos ligados têm diferente eletronegatividade. A toda ligação covalente polar está associado um vetor polarização, orientado da carga positiva para negativa.

Polaridade das moléculas

Molécula apolar - A soma vetorial dos vetores polarização associados a todas as ligações covalentes polares da molécula é nula.
Molécula polar -
A soma vetorial dos vetores polarização associados a todas as ligações covalentes polares na molécula é diferente de zero.

Polaridade e solubilidade

Polaridade e solubilidade: "O semelhante dissolve o semelhante."

Substância polar dissolve substância polar e não dissolve ou dissolve pouca quantidade de substância apolar.
Substância apolar dissolve substância apolar e não dissolve ou dissolve pouca quantidade de substância polar.

MODELO VSPER

VSPER = Modelo da Repulsão dos Pares eletrônicos da Camada de Valência.

GEOMETRIA LINEAR

Moléculas Biatômicas

Cl2

Geometria Molecular

Moléculas Triatômicas

CO2

Geometria Molecular

TODA MOLÉCULA BIATÔMICA É LINEAR.

MOLÉCULAS EM QUE O ÁTOMO CENTRAL É CIRCUNDADO POR 2 ESPÉCIES TAMBÉM GERA GEOMETRIA LINEAR.

GEOMETRIA TRIGONAL PLANA

Moléculas Tetratômicas

BH3

Geometria Molecular

Geometria Molecular

MOLÉCULAS EM QUE O ÁTOMO CENTRAL É CIRCUNDADO POR 3 ESPÉCIES GERA GEOMETRIA TRIGONAL PLANA.

GEOMETRIA TETRAÉDRICA

Moléculas Pentatômicas

CH4

Geometria Molecular

Geometria Molecular

MOLÉCULAS EM QUE O ÁTOMO CENTRAL É CIRCUNDADO POR 4 ESPÉCIES GERA GEOMETRIA TERAÉDRICA.

Moléculas Tetratômicas com 1 par de elétrons não-ligantes no átomo central

GEOMETRIA PIRAMIDAL

NH3

Geometria Molecular
O desenho geométrico dessa molécula é tetraédrico, pois ao redor da espécie central há 4 espécies. O par de elétrons não-ligantes conta como uma espécie.

Geometria Molecular
O DESENHO DA GEOMETRIA É TETRAÉDRICO, MAS O NOME DA GEOMETRIA DESPREZA A EXISTÊNCIA DO PAR DE ELÉTRONS NÃOLIGANTES. POR ISSO, O NOME DA GEOMETRIA É PIRAMIDAL.

Moléculas triatômicas com 2 pares de elétrons não-ligantes no átomo central

GEOMETRIA ANGULAR

H2O

Geometria Molecular
O desenho geométrico dessa molécula é tetraédrico, pois ao redor da espécie central há 4 espécies. Os pares de elétrons não-ligantes contam como uma espécie, cada um.

Geometria Molecular
O DESENHO DA GEOMETRIA É TETRAÉDRICO, MAS O NOME DA GEOMETRIA DESPREZA A EXISTÊNCIA DOS PARES DE ELÉTRONS NÃOLIGANTES. POR ISSO, O NOME DA GEOMETRIA É ANGULAR.

ÂNGULO ENTRE AS LIGAÇÕES

Geometria Molecular
Geometria Linear

Geometria Molecular
Geometria Trigonal Plana

Geometria Molecular
Geometria Tetraédrica

RESUMO – GEOMETRIA MOLECULAR

Geometria Molecular
LINEAR

Geometria Molecular
TRIGONAL PLANA

Geometria Molecular
TETRAÉDRICA

Geometria Molecular
PIRAMIDAL

Geometria Molecular
ANGULAR

Fonte: chemwiki.ucdavis.edu/br.geocities.com/marista.edu.br

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