Geometria Molecular
• As estruturas de Lewis nos mostram o número e os
tipos de ligações entre os átomos.
• A forma espacial de uma molécula é determinada
por seus ângulos de ligação.
• Ex. CCl4: ângulos de ligação Cl-C-Cl são de 109,5°.
• Conseqüentemente, a molécula não pode ser
plana.
• Todos os átomos de Cl estão localizados nos
vértices de um tetraedro com o C no seu centro.
REPULSÃO DOS PARES ELETRÔNICOS
O MÉTODO VSEPR
VSEPR: Valence-Shell Electron-Pair Repulsion
• O arranjo geométrico mais estável é aquele
em que as repulsões entre os pares
eletrônicos é mínima. A molécula assume uma
geometria 3D que minimize essa repulsão.
• Repulsão entre os pares eletrônicos:
pl-pl < pnl-pl < pnl-pnl
VSEPR
• Encontrar a estrutura de Lewis
• Determinar o número estérico = número de
átomos ligados + número de pares livres.
> Ângulo < Forças Repulsivas
EXEMPLOS
• BeH2
Be: 1s2 2s2
H: 1s1
Linear
NE = 2
• BF3
B: 1s2 2s2 2p1
F: 1s2 2s2 2p5
Trigonal Plana
NE = 3
• CH4: Td (ângulo ~109º) ou QP (ângulo 90º) ?
C: 1s2 2s2 2p2
H: 1s1
H
H
C
H
NE = 4
Tetraédrica (Td)
H
• PCl5
P: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
Cl: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
NE = 5
Bipirâmide Trigonal
• SF6
S: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
F: 1s2 2s2 2p5
NE = 6
Octaédrica
Octaedro
Geometria molecular quando estão
presentes pares de elétrons livres.
• NO2N: 1s2 2s2 2p3
O: 1s2 2s2 2p4
..N
O
O
Angular
NE = 3
NE = 4
• NH3
N: 1s2 2s2 2p3
H: 1s1
Tetraédrica (Td)
..
N
H
H
H
Pirâmide Trigonal
NE = 4
• H2O
O: 1s2 2s2 2p4
H: 1s1
..O..
H
NE = 4
H
Angular
Ângulos de Ligação:
• Como os elétrons em uma ligação são atraídos
por dois núcleos, eles não se repelem tanto
quanto os pares solitários.
• Os ângulos de ligação diminuem quando o
número de pares de elétrons não-ligantes
aumenta.
H
H C H
H
109.5O
H N H
H
107O
O
H
H
104.5O
NE = 5
• Bipirâmide Trigonal: posições axial (a) e equatorial (e)
• Regra de Bent: Os átomos mais eletronegativos
tendem a ocupar posição axial.
• Par solitário: posição equatorial.
NE = 5
• SF4
S: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
F: 1s2 2s2 2p5
Gangorra
NE = 5
• ClF3
Cl: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
F: 1s2 2s2 2p5
Forma de “T”
• XeCl2
Xe: ... 5s2 5p6
Cl: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
NE = 5
NE = 5
Linear
NE = 6
• BrF5
Br: ... 4s2 4p5
F: 1s2 2s2 2p5
NE = 6
Pirâmide
Tetragonal
• XeF4
Xe: ... 5s2 5p6
F: 1s2 2s2 2p5
NE = 6
Quadrado Planar
VSEPR - Moléculas com mais de um átomo
central
Acetileno
HC CH
C: 1s2 2s2 2p2
H: 1s1
Linear
• Etileno
H2C C2H
H
H
C
H
C
H
Trigonal
Plana
NE
Pares
Livres
Geometria
2
0
Linear
3
0
Trigonal
Plana
3
1
Angular
NE
Pares
Livres
Geometria
4
0
Tetraédrica
4
1
Pirâmide
Trigonal
4
2
Angular
NE
Pares
Livres
Geometria
5
0
5
1
5
2
“T”
5
3
Linear
Bipirâmide Trigonal
Gangorra
NE
Pares
Livres
Geometria
6
0
6
1
Pirâmide Tetragonal
6
2
Quadrado Planar
Octaédrica
Para determinar a estrutura real:
• Desenhe a estrutura de Lewis,
• Calcule o NE
• Ordene os átomos ligados e os pares de elétrons em
uma das geometrias acima para minimizar a repulsão
e--e-.
POLARIDADE DAS MOLÉCULAS
• Depende da polaridade da ligação e da
geometria molecular.
• MOLÉCULA APOLAR: O centro de cargas
positivas coincide com o centro de cargas
negativas.
• MOLÉCULA POLAR: Há separação de cargas
(dipolos).
Medida da Polaridade
• A polaridade das moléculas pode ser medida
observando-se seu comportamento frente a
um campo elétrico.
• As moléculas polares tendem a se alinhar
com o campo elétrico.
• Obtém-se o momento dipolar (µ) expresso
em Debyes (D)
• Exemplo: H2 µ = 0 D HCl µ = 1,08 D
POLARIDADE DE MOLÉCULAS
DIATÔMICAS
• Polaridade da molécula depende apenas da
polaridade da ligação.
• Exemplos:
H2 ligação apolar, molécula apolar
HCl ligação polar, molécula polar
POLARIDADE DE MOLÉCULAS
TRIATÔMICAS
• Polaridade da molécula depende da polaridade
da ligação e da geometria molecular.
• Cada ligação química “torna-se” um vetor que
terá sentido para o átomo mais eletronegativo.
• Efetuar a soma vetorial.
Ligações Polares
Geometria Linear
Resultante = 0
Molécula Apolar
Ligações Polares
Geometria Angular
Resultante ≠ 0
Molécula Polar
OUTRAS MOLÉCULAS
H
..
F
N
B
H
H
Ligações Polares
Geometria: Pirâmide
Trigonal
Resultante ≠ 0
Molécula Polar
F
F
Ligações Polares
Geometria: Trigonal
Plana
Resultante = 0
Molécula Apolar
A polaridade de uma molécula depende de sua
geometria molecular.