Aula7_ModeloVSEPR

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Modelo de Repulsão de Pares de ElModelo de Repulsão de Pares de Eléétrons trons 
na Camada de Valênciana Camada de Valência
Estrutura da Matéria
Aula 7
Estrutura MolecularEstrutura Molecular
Modelo de Repulsão de Pares de ElModelo de Repulsão de Pares de Eléétrons na Camada de Valênciatrons na Camada de Valência
LigaLigaçção quão quíímica e geometriamica e geometria
Descreve como os átomos estão distribuídos no espaço
Geometria MolecularGeometria Molecular
Valence Shell Electron Pair Repulsion 
VSEPRVSEPR
Determina a orientação mais estável dos pares de elétrons ao redor de um 
átomo central
Estrutura da matéria - 2010 2
Ronald Ronald GillespieGillespie e Ronald e Ronald NyholmNyholm
(Canad(Canadáá, 1957), 1957)
R.J. Gillespie, R.S. Nyholm, Quart. 
Rev. Chem. Soc. 11 (1957) 339
NevilNevil SidgwickSidgwick e e HebertHebert Powell Powell 
(Inglaterra, 1940)(Inglaterra, 1940)
N.V. Sidgwick, H.E. Powell, 
Proc. R. Soc. A176 (1940) 153
VSEPRVSEPR
É uma ampliação do modelo de Lewis, colocando regras que 
explicam os ângulos de ligação. 
Usando os valores experimentais de ângulos de ligação que 
incluem o átomo central de moléculas simples, temos um 
conjunto de regras que permite prever a geometria de qualquer 
molécula pequena.
Idealizada Idealizada Aprimorada Aprimorada 
Estrutura da matéria - 2010Estrutura da matéria - 2010 3
™™ pares de elétrons ligantes
™ pares de elétrons isolado
(não‐ligantes)
™ concentração de elétrons associados a ligações 
múltiplas
H N H
H
R
e
g
i
õ
e
s
 
d
e
 
a
l
t
a
s
 
c
o
n
c
e
n
t
r
a
ç
õ
e
s
 
d
e
 
e
-
VSEPRVSEPR
Arranjo e/ou ângulos de pares de elétrons em 
torno de um centro atômico depende do número 
de: 
Estrutura da matéria - 2010 4
Em geral: ângulos de ligação resultam da colocação dos pares 
eletrônicos o mais afastados possível entre si. 
As regiões de altas concentrações de elétrons se repelem. Para 
reduzir ao máximo essa repulsão. Elas tendem a se afastar o 
máximo possível, mantendo a mesma distância do átomo central.
11ªª regra: repulsão entre os pares de eregra: repulsão entre os pares de e‐‐VSEPRVSEPR
Estrutura da matéria - 2010 5
O volume dos balões representam uma forO volume dos balões representam uma forçça repulsiva que a repulsiva que 
impede que outro balão ocupe o mesmo espaimpede que outro balão ocupe o mesmo espaçço.o.
As bolas adquirem naturalmente estas formas, que minimizam As bolas adquirem naturalmente estas formas, que minimizam 
as interaas interaçções entre elas.ões entre elas.
Repulsão entre os pares de elRepulsão entre os pares de eléétronstrons
Forte a 90Forte a 90°°, mais fraca a 120, mais fraca a 120°° e muito fraca a 180e muito fraca a 180°°
Repulsão entre os pares de eRepulsão entre os pares de e-- -- Analogia: BalõesAnalogia: Balões
Estrutura da matéria - 2010 6
O arranjo que localiza os pares de elétrons (da ligação e isolados) 
do átomo central na posição mais distante entre si, é denominado 
de arranjo de elétrons na molécula. 
OS PARES ELETRÔNICOS ISOLADOS SÃO IGNORADOS NA 
DETERMINAÇÃO DA GEOMETRIA MOLECULAR, pois não são 
corpos massivos como os núcleos. 
Arranjo de elArranjo de eléétronstrons
Estrutura da matéria - 2010 7
Posições das regiões de alta concentração de elétrons (pares ligantes e não 
ligantes) em torno do átomo central
2 pares de e2 pares de e-- 3 pares de e3 pares de e
-- 4 pares de e4 pares de e--
5 pares de e5 pares de e-- 6 pares de e6 pares de e-- 7 pares de e7 pares de e-
-
Arranjo de elArranjo de eléétrons trons 
Estrutura da matéria - 2010 8
Geometria molecularGeometria molecular
Nomes das formas de moléculas simples e seus ângulos de ligação
Pirâmide 
trigonal Em T
Tetraédrica
Estrutura da matéria - 2010 9
Gangorra
Quadrado 
planar Bipirâmide
Trigonal
Pirâmide 
quadrada Octaédrica Bipirâmide
pentagonal
Geometria molecularGeometria molecular
Estrutura da matéria - 2010 10
Forma e Forma e estrutura das molestrutura das molééculasculas
Modelo VSEPR bModelo VSEPR báásicosico
Algumas formas geométricas comuns
Tetraédricas;
Octaédricas;
Bipirâmide trigonal;
Nestes casos, os ângulos de ligação já são fixos pela simetria 
molecular
AXAXnn
A: A: áátomo centraltomo central
X: X: áátomo ligadotomo ligado
n: nn: núúmero de grupos X ligadosmero de grupos X ligados
¾ Cada região de elevada densidade eletrônica terá um átomo ligado e a 
forma será a mesma do arranjo de elétrons. 
¾ Moléculas com essa fórmula (AXn) não têm pares de elétrons isolados no 
átomo central.
Estrutura da matéria - 2010 11
Por exemplo, o ângulo H‐C‐H do metano é 109,5° (ângulo do tetraedro): 
Os ângulos do FSF do SF6 são 90 e 180
o
Octaédrica
Bipirâmide trigonal
Tetraédrica
E os ângulos Cl‐P‐Cl do PCl5 são 90, 120 e 180°. 
AXAXnnVSEPR: molVSEPR: molééculas com fculas com fóórmula rmula ⇒⇒
Estrutura da matéria - 2010 12
Há casos onde os ângulos não são determinados pela 
simetria, devendo ser determinados experimentalmente:
Ângulo H‐O‐H na molécula de água = 104,5°
Ângulo H‐N‐H na molécula de amônia = 107°
Para isso, dispor de: 
Espectroscopia rotacional e vibracional;
Difração de raio X para moléculas maiores; 
Ou computacionalmente: cálculos ab initio. 
Ângulos de ligaÂngulos de ligaççãoão
Estrutura da matéria - 2010 13
AplicaAplicaçção do modelo VSEPR: ão do modelo VSEPR: 
™™ identificar o identificar o áátomo centraltomo central
™™ escrever a estrutura de Lewis da molescrever a estrutura de Lewis da moléécula ou cula ou ííon on 
™™ contar os pares de elcontar os pares de eléétrons de ligatrons de ligaçção e pares de elão e pares de eléétrons trons 
isoladosisolados
Arranjo de elArranjo de eléétrons (etrons (e‐‐))
incluir as posiincluir as posiçções espaciais de todos os pares de elões espaciais de todos os pares de eléétrons trons 
(ligantes e isolados)(ligantes e isolados)
Geometria molecularGeometria molecular
disposidisposiçção espacial dos ão espacial dos áátomostomos
Estrutura da matéria - 2010 14
AplicaAplicaçção do modelo VSEPRão do modelo VSEPR
Cloreto de Berílio: BeCl2 átomo central: Be
Contagem dos e‐ de valência:
Be: 2
2Cl: 2(7) = 14
Total: 16 e‐ de valência
2 pares de el2 pares de eléétronstrons
Arranjo de elArranjo de eléétronstrons
geometria molecular geometria molecular 
2 pares de e‐
ligantes
0 de par isolado
Estrutura de Lewis: não tem pares isolados de 
elétrons no átomo central (por quê?):
ClCl Be
A posição em que os pares ligantes 
(e conseqüentemente os átomos de 
cloro) ficam o mais afastados 
possível entre si é quando eles se 
encontram em lados opostos do 
átomo de berílio.
Resultado: a molécula de BeCl2 é linear 
(ângulo de ligação igual a 180º) 
conforme se verifica 
experimentalmente. 
Cloreto de berílio, BeCl2
AXAXnn (n = 2)(n = 2)
Estrutura da matéria - 2010 15
Outro exemplo: Trifluoreto de boro, BF3
Três pares ligantes no átomo central (boro) e nenhum par isolado;
Pelo modelo VSEPR: afastamento máximo dos pares:
¾ Os três pares ligantes devem ocupar os vértices de um 
triângulo. O arranjo de elétrons é trigonal planar. 
Trifluoreto de boro, BF3
Arranjo de Arranjo de 
eleléétronstrons
Geometria Geometria 
molecularmolecularComo um átomo de flúor liga‐se a um dos 
pares de elétrons, a molécula de BF3 é
trigonal planar, com os três ângulos FBF 
iguais a 120º, que se verifica 
experimentalmente.
Trifluoreto de boro, BF3
AplicaAplicaçção do modelo VSEPRão do modelo VSEPR AXAXnn (n = 3)(n = 3)
Estrutura da matéria - 2010 16
Metano: CH4 átomo central: C 
Contagem dose‐ de 
valência:
C: 4
4H: 4(1) = 4
Total: 8 e‐ de valência
4 pares de el4 pares de eléétronstrons
Arranjo de elArranjo de eléétrons:trons:
Geometria molecular Geometria molecular 
TetraTetraéédrica, drica, 
ccom ângulo de 109,5º
4 pares de e‐ ligantes
nenhum de par 
isolado
Metano, CH4
AplicaAplicaçção do modelo VSEPRão do modelo VSEPR AXAXnn (n = 4)(n = 4)
Estrutura da matéria - 2010 17
PentacloretoPentacloreto de fde fóósforo: PClsforo: PCl5 5 ÁÁtomo central: Ptomo central: P
BipirâmideBipirâmide trigonaltrigonal
5 pares de el5 pares de eléétronstrons
Arranjo de elArranjo de eléétrons:trons:
Geometria molecularGeometria molecular
5 pares de e‐ ligantes
nenhum de par 
isolado
AplicaAplicaçção do modelo VSEPRão do modelo VSEPR AXAXnn (n = 5)(n = 5)
PentacloretoPentacloreto de fde fóósforo, PClsforo, PCl55
BipirâmideBipirâmide trigonaltrigonal
Estrutura da matéria - 2010 18Estrutura da matéria - 2010 18
AplicaAplicaçção do modelo VSEPRão do modelo VSEPR AXAXnn (n = 6)(n = 6)
HexafluoretoHexafluoreto de enxofre: SFde enxofre: SF6 6 ÁÁtomo central: Stomo central: S
OctaOctaéédricadrica
6 pares de el6 pares de eléétronstrons
Arranjo de elArranjo de eléétrons:trons:
Geometria molecularGeometria molecular
6 pares de e‐ ligantes
nenhum de par 
isolado
SS
FF
FF
FF
FF
FF
FF
HexafluoretoHexafluoreto de enxofre, SFde enxofre, SF66
OctaOctaéédricadrica
Estrutura da matéria - 2010 19
22ªª regra: não se distingue ligaregra: não se distingue ligaçção mão múúltipla de ligaltipla de ligaçção simplesão simples
VSEPR: LigaVSEPR: Ligaçções mões múúltiplasltiplas
Dióxido de carbono: CO2 átomo central: C 
Contagem dos e‐ de valência:
C: 4
2O: 2(6) = 12
Total: 16 e‐ de valência
4 pares de el4 pares de eléétronstrons
Arranjo de elArranjo de eléétrons:trons:
Geometria molecular Geometria molecular 4 pares de e‐ ligantes
0 de par isolado
CO O
¾ Ligação múltipla: é tratada como uma só região de alta concentração de elétrons.
¾ Os dois pares de elétrons permanecem juntos e repelem outros pares (ligados ou 
isolados) como se fossem um só.
¾Isto vale tanto para duplas como para triplas ligações.
OO C
Estrutura da matéria - 2010 20
No caso do ânion carbonato:
a dupla exerce o mesmo 
efeito de repulsão do que as 
simples, então a estrutura 
final é trigonal plana.
VSEPR: LigaVSEPR: Ligaçções mões múúltiplasltiplas
Íon Carbonato, CO32‐
Íon Carbonato, CO32‐
Estrutura da matéria - 2010 21
VSEPR: LigaVSEPR: Ligaçções mões múúltiplasltiplas
¾ Ligações múltiplas de dois ou mais pares de elétrons que estão 
muito próximos ocupam maior volume (mais espaço) do que um 
par de elétrons de ligação simples;
ligação‐múltipla ligação‐múltipla>
> ligação múltipla‐ligação simples>
> ligação simples‐ligação simples
Aumento dos ângulos
Volume ocupado
Ligação tripla > dupla > simples 
Estrutura da matéria - 2010 22
33ªª regra: na existência de mais de um regra: na existência de mais de um áátomo central, as ligatomo central, as ligaçções ões 
de cada de cada áátomo são tratadas independentemente.tomo são tratadas independentemente.
VSEPR: MaisVSEPR: Mais de um de um áátomo Centraltomo Central
Cada carbono possui três regiões de 
concentração de elétrons: duas 
ligações simples e uma dupla. Não 
existem pares isolados.
O arranjo de elétrons em cada 
carbono será trigonal planar
Ex.: Etileno (eteno). Existem dois centros a se considerar, no caso, os dois 
átomos de carbono. A estrutura de Lewis seria a seguinte:
Eteno, C2H4
Eteno, C2H4
Estrutura da matéria - 2010 23
Previsão da forma de uma molécula que não tem pares isolados no átomo 
central.
Ex.: considere o acetileno (etino). Também existem dois centros (os dois 
átomos de carbono). A estrutura de Lewis seria a seguinte:
HC CH
Identifique o arranjo de elétrons em volta de cada átomo de modo a 
minimizar as repulsões: 
Resp.: Linear, com cada carbono ligando‐se a dois outros átomos, sem pares 
isolados, com isso, o arranjo dos átomos será linear.
VSEPR: MaisVSEPR: Mais de um de um áátomo Centraltomo Central
Etino, C2H2
Estrutura da matéria - 2010 24
Exercício 1. Prediga a forma do pentafluoreto de arsênio (AsF5), 
um poderoso ácido de Lewis.
Exercício 2. Prediga a forma da molécula do formaldeído.
ExercExercíícioscios
Estrutura da matéria - 2010 25
O modelo VSEPR não discrimina ligação simples de múltipla (são 
equivalentes). 
Então, não importa que estruturas de Lewis contribuem para a estrutura de 
ressonância que estamos considerando.
Ex.: íon nitrato. É possível escrever várias estruturas de Lewis diferentes 
para o nitrato:
N
O O
O ‐
N
O O
O ‐
N
O O
O ‐
Em todas essas três estruturas, haverão regiões de concentração de elétrons 
ao redor do átomo central N, e seria esperado que cada uma fosse trigonal
planar, com as três ligações N‐O equivalentes. 
RelaRelaçção entre o modelo VSEPR e estruturas de Lewisão entre o modelo VSEPR e estruturas de Lewis
Estrutura da matéria - 2010 26
Esse resultado é confirmado experimentalmente (raio X, espec. vibr.), pois 
as três ligações possuem o mesmo comprimento, assim como os ângulos de 
ligação. 
Cálculos computacionais também 
confirmam esse fato: 
Diagrama elpot do íon nitrato, 
mostrando a distribuição simétrica 
da carga, não se observa uma 
ligação dupla, que teria maior 
densidade de carga associada a ela.
a equivalência das três ligações é o esperado do híbrido de ressonância 
Íon Nitrato, NO3-
Íon Nitrato, NO3-
RelaRelaçção entre o modelo VSEPR e estruturas de Lewisão entre o modelo VSEPR e estruturas de Lewis
Estrutura da matéria - 2010 27
MolMolééculas com pares de elculas com pares de eléétrons isolados no trons isolados no áátomo centraltomo central
Os pares de elétrons isolados do átomo central de uma 
molécula são regiões de alta densidade eletrônica, devendo ser 
considerados na identificação da geometria molecular.
Previsão da geometria molecular Æ usaremos a fórmula VSEPR 
a seguir para moléculas com pares de elétrons isolados no 
átomo central: 
AXnEm
A = átomo central
X = átomo ligado
E = par isolado 
isto ajudará na identificação das diferentes combinações de 
átomos e pares isolados ligados ao átomo central. 
Com isso:
BF3 Æ AX3 SO32‐ Æ AX3E
Estrutura da matéria - 2010 28
Podemos prever imediatamente a 
forma (mas não necessariamente o 
valor numérico dos ângulos de 
ligação).
Fato importante: as moléculas que possuem a mesma fórmula 
VSEPR possuem essencialmente o mesmo arranjo de elétrons, e 
portanto a mesma geometria. 
AXnEmVSEPR: molVSEPR: molééculas com fculas com fóórmula rmula ⇒⇒
Íon Sulfito, SO32-
A geometria da molécula será diferente da do arranjo de 
elétrons, pois somente as posições dos átomos ligados são 
levadas em consideração (os átomos são corpos massivos, os 
elétrons não !!!)
AX3E
Estrutura da matéria - 2010 29
Observe que a forma do íon é determinada SOMENTE 
pela localização dos átomos, embora todos os pares de 
elétrons, ligantes ou não, tivessem sido considerados.
Como três dos vértices do tetraedro estão ocupados 
pelos átomos, e um dos vértices é ocupado pelo par 
isolado, o íon sulfito é uma pirâmide trigonal.
par isolado
Íon sulfito (SO32‐):
AXnEmVSEPR: molVSEPR: molééculas com fculas com fóórmula rmula ⇒⇒
Arranjo de elétrons:
Quatro regiões de 
alta concentração de 
elétrons, máximo 
afastamento mútuo 
Íon sulfito, SO3
2‐ Experimentalmente,os ângulos O‐S‐O são 106°, menores 
que 109,5° (arranjo tetraédrico). 
Estrutura da matéria - 2010 30
E quando se tiver um elétron desemparelhado ?
É também uma região de alta densidade de elétrons, e deve ser 
tratado com um par isolado. 
Veja o caso do NO2, que possui um elétron desemparelhado:
AngularAngular
AXnEmVSEPR: molVSEPR: molééculas com fculas com fóórmula rmula ⇒⇒
Dióxido de nitrogênio, NO2
Arranjo de 
elétrons
(incluindo o elétron 
desemparelhado)
Geometria molecular Geometria molecular 
AX2E
Estrutura da matéria - 2010 31
Amônia: NH3 
Geometria molecular Geometria molecular 
Pirâmide Pirâmide TrigonalTrigonal
A presenA presençça do par isolado provoca a do par isolado provoca 
uma distoruma distorçção do ângulo de 109,5 ão do ângulo de 109,5 
para 107,5para 107,5°°
1 par de e‐ isolado
3 pares de e‐ ligantes
O papel dos pares de elO papel dos pares de eléétrons isolados trons isolados 
AXnEmVSEPR: molVSEPR: molééculas com fculas com fóórmula rmula ⇒⇒
Arranjo de elétrons
¾ Vamos rever a aproximação de equivalência entre 
pares isolados e pares da ligação. Até que ponto ela é
razoável?
¾ Na versão final da regra VSEPR, há diferenciação entre 
par isolado e par de ligação.
4 pares de el4 pares de eléétronstronsAX3E
Estrutura da matéria - 2010 32
Água: H2O 4 pares de el4 pares de eléétronstronsArranjo de elArranjo de eléétrons:trons:
2 pares de e‐ isolados
Geometria molecular Geometria molecular 
AngularAngular
A presenA presençça de 2 pares de ela de 2 pares de eléétronstrons
isolados provoca uma distorisolados provoca uma distorçção do ão do 
ângulo ainda maior de 109ângulo ainda maior de 109°° 55’’ para para 
105105°°
2 pares de e‐ ligantes
O HH
AXnEmVSEPR: molVSEPR: molééculas com fculas com fóórmula rmula ⇒⇒
AX2E2
Estrutura da matéria - 2010 33
¾¾ Um par de elUm par de eléétrons isolados ocupa mais espatrons isolados ocupa mais espaçço em torno do o em torno do 
áátomo central que um par de eltomo central que um par de eléétrons ligante:trons ligante:
™™ o par de elo par de eléétronstrons isolado isolado éé atraatraíído por apenas um ndo por apenas um núúcleocleo
™™ o par ligante o par ligante éé compartilhado por dois ncompartilhado por dois núúcleoscleos
O papel dos pares de elO papel dos pares de eléétrons isolados trons isolados VSEPR:VSEPR:
¾¾ Os ângulos de ligaOs ângulos de ligaçção de molão de molééculas com pares isolados são culas com pares isolados são 
sistematicamente menores do que o esperado (como vimos). sistematicamente menores do que o esperado (como vimos). 
Exemplo: NH3
Par isolado
Pares de ligação
átomo
Estrutura da matéria - 2010 34
No modelo VSEPR, os pares isolados devem ser tratados como No modelo VSEPR, os pares isolados devem ser tratados como 
exercendo MAIOR repulsão do que os pares de ligaexercendo MAIOR repulsão do que os pares de ligaçção. ão. 
ForForçça relativa de a relativa de RepulsãoRepulsão entre os pares de eentre os pares de e‐‐
Arranjo de elétrons
Metano, CH4
4 pares ligantes
Amônia, NH3
3 pares ligantes
Água, H2O
2 pares ligantes
presenpresençça de pares de a de pares de 
eleléétrons isolados provoca trons isolados provoca 
pequenas distorpequenas distorçções nos ões nos 
ângulos de ligaângulos de ligaçção da ão da 
molmolééculacula
VSEPR:VSEPR:
Geometria molecular Geometria molecular 
Estrutura da matéria - 2010 35
Energia mais baixa:
¾ pares isolados o mais afastados entre si;
¾ átomos ligados ao átomo central afastados dos pares isolados 
(ainda que isso aproxime estes átomos).
Voltando ao sulfito, molécula do tipo AX3E, agora podemos entender 
melhor seu ângulo de ligação O‐S‐O, menor do que o tetraédrico.
ForForçça relativa de a relativa de RepulsãoRepulsão entre os pares de eentre os pares de e‐‐VSEPR:VSEPR:
Par isolado exerce forte 
repulsão sobre os pares 
ligados
Ângulo O‐S‐O diminui de 
109,5 (tetraedro) para 106°
(valor experimental).
Arranjo de elétrons: tetraédrico
Estrutura da matéria - 2010 36
Regras do modelo VSEPR revistoRegras do modelo VSEPR revisto
1) Regiões de alta concentração de elétrons (alta densidade 
eletrônica), ocupam posições de máximo afastamento mútuo;
2) Todas as ligações se repelem da mesma maneira, independente do 
fato de serem simples, duplas, triplas.
3) A ligação em torno de um átomo central não depende do número 
de átomos centrais da molécula;
4) Os pares de elétrons isolados contribuem para a forma da 
molécula, embora eles não sejam incluídos na descrição da forma 
molecular;
5) Os pares de elétrons isolados exercem uma repulsão maior do que 
os pares de elétrons da ligação e tendem a comprimir os ângulos da 
ligação.
Observação: pode‐se prever a direção da distorção, mas não a sua 
extensão (intensidade). Deve‐se medir experimentalmente ou 
computacionalmente. 
Estrutura da matéria - 2010 37
Exercício 3. Prediga (a) o arranjo dos elétrons e (b) a forma da 
molécula IF5.
Exercício 4. Prediga (a) o arranjo dos elétrons e (b) a forma da 
molécula SO2.
ExercExercíícioscios
Estrutura da matéria - 2010 38
39
Exemplo: 
Considere o IF4
+ tipo AX4E Æ arranjo de elétrons
Duas possibilidades de localizar o par isolado:
Axial:
repele fortemente 3 
pares ligados
Equatorial:
repele fortemente 
2 pares ligados
mais estável
VSEPR: PosiVSEPR: Posiçção ocupada pelo par isoladoão ocupada pelo par isolado
Estrutura da matéria - 2010 39
Posição ocupada pelo par isolado Æ prevista pelo modelo VSEPR
Outro exemplo: 
Considere o ClF3 tipo AX3E2 Æ arranjo de elétrons
Várias possibilidades de localização dos pares isolados:
Estrutura da matéria - 2010 40
Cl
F
F
F
O resultado O resultado éé que pares de elque pares de eléétrons isolados, trons isolados, 
que são mais volumosos que os pares de que são mais volumosos que os pares de 
eleléétrons de ligatrons de ligaçção, preferem ocupar ão, preferem ocupar 
posiposiçções equatoriais no lugar de posiões equatoriais no lugar de posiçções ões 
axiais.axiais.
Arranjo molecular de menor energia
Geometria molecular “forma de T”
Posição ocupada pelo par isolado Æ prevista pelo modelo VSEPR
Estrutura da matéria - 2010 41
Exercício 5. (a) Dê a fórmula VSEPR da molécula XeF2. Prediga (b) 
o arranjo de elétrons e (c) a forma.
Exercício 6. (a) Dê a fórmula VSEPR do íon de ClO2‐. Prediga (b) o 
arranjo dos elétrons e (c) a forma.
ExercExercíícioscios
Estrutura da matéria - 2010 42
Geometria molecular:Geometria molecular:
quadrado planarquadrado planar
Arranjo de elArranjo de eléétrons:trons:XeFXeF44
ao contrao contráário da rio da 
bipirâmidebipirâmide triangular, o triangular, o 
octaedro não tem octaedro não tem 
nenhuma posinenhuma posiçção axial ão axial 
e equatorial distinta e equatorial distinta 
(todas posi(todas posiçções são ões são 
equivalentes), mas os equivalentes), mas os 
dois pares isolados dois pares isolados 
estão mais distantes estão mais distantes 
quando se encontram quando se encontram 
em lados opostos do em lados opostos do 
áátomo centraltomo central
AX4E2
VSEPRVSEPR
Estrutura da matéria - 2010 43
RelembrandoRelembrando
Todas as moléculas que possuem a mesma fórmula VSEPR têm sempre 
a mesma forma, embora possam haver diferenças nos ângulos de 
ligação.
Exemplo: 
(espécie AX2E) Æ arranjo eletrônico trigonal planar e fórmula molecular 
angular.
Estrutura da matéria - 2010 44
A magnitude das repulsões entre os pares de elA magnitude das repulsões entre os pares de eléétrons ligantes trons ligantes 
depende da diferendepende da diferençça de eletronegatividade entre o a de eletronegatividade entre o áátomo tomo 
central e os demais central e os demais áátomos:tomos:NHNH33 ângulo entre H ângulo entre H –– N : 107,3N : 107,3oo
NFNF3 3 ângulo entre F ângulo entre F –– N : 102,0N : 102,0oo
Pirâmide Pirâmide 
TrigonalTrigonal
Influência da eletronegatividadeInfluência da eletronegatividade
Geometria molecular
Estrutura da matéria - 2010 45
MolMolééculas culas polarespolares e e apolaresapolares: : diatômicasdiatômicas
Porém, uma diatômica homonuclear
(O2, N2, Cl2, etc...), devido à ligação 
ser apolar, será então, apolar.
Ligação covalente polar: elétrons não igualmente compartilhados, momento dipolar 
diferente de zero.
δ+H―Clδ‐ µ = 1,1 D 
Analogamente,
uma molécula polar Æ possui momento dipolar não‐nulo
Uma molécula diatômica será polar se sua ligação for polar. Exemplo: HCl
Centro de carga positiva
Núcleo atômico
Centro de carga negativa
Toda molécula diatômica heteronuclear terá sempre algum momento de dipolo, sendo 
portanto moléculas polares.
Toda molécula diatômica heteronuclear terá sempre algum momento de dipolo, sendo 
portanto moléculas polares.
Estrutura da matéria - 2010 46
No caso de moléculas poliatômicas distinguir entre molécula polar e 
ligação polar. 
Exemplo: BF3
depende da geometria e 
da simetria molecular
como os vetores de momento de 
dipolo de ligação estão orientados 
entre si.
B
F
F
F
Ligação B‐F: polar Molécula: apolar Por que?
momento de dipolo da ligação = vetor (direção, sentido, magnitude)
momento de dipolo resultante da molécula = resultante da soma vetorial dos 
momentos de dipolo das ligações
momento de dipolo da ligação = vetor (direção, sentido, magnitude)
momento de dipolo resultante da molécula = resultante da soma vetorial dos 
momentos de dipolo das ligações
0=resµ
MolMolééculas culas polarespolares e e apolaresapolares: : PoliatômicasPoliatômicas
Estrutura da matéria - 2010 47
Outro exemplo: CO2
As duas ligações C=O são polares. Como fazem entre si um ângulo de 
180º, os momentos de dipolo das ligações se cancelam mutuamente.
Resultado: o CO2 é apolar, mesmo tendo duas ligações polares. 
δ‐δ‐
δ+
0=resµ
Observe o diagrama de potencial 
eletrostático
Dióxido de carbono, CO2
Dióxido de carbono, CO2
MolMolééculas culas polarespolares e e apolaresapolares: : PoliatômicasPoliatômicas
Estrutura da matéria - 2010 48
E no caso da água (H2O)? 
Temos duas ligações O‐H polares. Como fazem entre si um ângulo 
de 104,5º, os momentos de dipolo das ligações agora NÃO mais se 
cancelam mutuamente.
Observe o diagrama de potencial 
eletrostático. 
0≠resµ
Resultado: a molécula de água é
polar.
MolMolééculas culas polarespolares e e apolaresapolares: : PoliatômicasPoliatômicas
Estrutura da matéria - 2010 49
A forma da molécula define a sua polaridade:
polar apolar
E no caso destas duas ? 
Estrutura da matéria - 2010 50
Roteiro para identificar a polaridade de uma moléculas: 
a)desenhe a estrutura de Lewis; 
b) determine o arranjo de elétrons;
c) identifique a fórmula VSEPR;
d) dê nome às formas moleculares; 
e) identifique a polaridade.
o caso (b) mostra como uma molécula poliatômica homonuclear pode 
ser polar.
Estrutura da matéria - 2010 51
Exercício 1. Verifique se estas moléculas são polares ou apolares 
(a) SF4, (b) SF6 . 
Exercício 2. Verifique se estas moléculas são polares ou apolares 
(a) PCl5, (b) IF3 e (c) O3.
ExercExercíícioscios
Estrutura da matéria - 2010 52
Arranjos de Arranjos de áátomos que levam a moltomos que levam a molééculas polares e apolaresculas polares e apolares
Estrutura da matéria - 2010 53
Arranjos de Arranjos de áátomos que levam a moltomos que levam a molééculas polares e apolaresculas polares e apolares
Estrutura da matéria - 2010 54
Arranjos de Arranjos de áátomos que levam a moltomos que levam a molééculas polares e apolaresculas polares e apolares
Estrutura da matéria - 2010 55
Arranjos de Arranjos de áátomos que levam a moltomos que levam a molééculas polares e apolaresculas polares e apolares
Estrutura da matéria - 2010 56
Momentos de dipolo de algumas molMomentos de dipolo de algumas molééculasculas
Estrutura da matéria - 2010 57
Resumo: Geometrias dos Pares de ElResumo: Geometrias dos Pares de Eléétronstrons
Estrutura da matéria - 2010 58
Geometrias para 4 pares de ElGeometrias para 4 pares de Eléétronstrons
Estrutura da matéria - 2010 59
Geometria Geometria MolecularMolecular para 5 pares de Elpara 5 pares de Eléétronstrons
Estrutura da matéria - 2010 60
Geometria Geometria MolecularMolecular para 6 pares de Elpara 6 pares de Eléétronstrons
Estrutura da matéria - 2010 61