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Profa. MSc. Alessandra Tesch da Silva
Geometria molecular e polaridade
QUÍMICA GERAL E ORGÂNICA
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Geometria molecular
GEOMETRIA MOLECULAR
Forma como os núcleos dos átomos que constituem a molécula se acham posicionados uns em relação aos outros.
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Geometria molecular
Tipos de geometria molecular
As bolas representam os átomos, e as varetas, as ligações
entre eles.
 Linear Linear Trigonal plana Tetraédrica Piramidal Angular 
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Geometria molecular
Tipos de geometria molecular
a) Linear
b) Angular
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Geometria molecular
Tipos de geometria molecular
c) Trigonal plana
d) Piramidal
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Geometria molecular
Tipos de geometria molecular
e) Tetraédrica
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Geometria molecular
Exemplos:
HCl – linear;
CH4 – tetraédrica;
CO2 – linear;
NH3 – piramidal;
Determinação da geometria de várias moléculas por meio de técnicas avançadas.
CH2O – trigonal plana;
H2O – angular;
SO2 – angular.
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Geometria molecular
VSEPR: valence-shell electron-pair repulsion
Método usado para prever a geometria de uma molécula. 
Foi elaborado pelos químicos ingleses Nevil Sidgwick e Herbert Powell e aperfeiçoado e divulgado pelo canadense Ronald Gillespie.
Modelo da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR)
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Geometria molecular
Experimento com balões: encher os balões com gás, amarrá-los pela boca e soltá-los no chão.
Disposições esperadas:
Modelo da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR)
B
A
C
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Geometria molecular
Os balões se afastam o máximo possível uns dos outros.
Modelo da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR)
 Segmento de reta 
Triângulo equilátero
Tetraedro
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Geometria molecular
Como os balões, os pares de elétrons existentes ao redor do átomo central de uma molécula também tendem a se afastar ao máximo uns dos outros já que todos possuem cargas de mesmo sinal (negativo).
Modelo da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR)
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Geometria molecular
Assim, dois pares de elétrons ao redor do átomo central tenderão a ficar em lados opostos por causa da repulsão mútua.
Segmento de reta 
Modelo da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR)
Formando
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Geometria molecular
Três pares de elétrons ao redor do átomo central tenderão a assumir as posições dos vértices de um triângulo.
Triângulo equilátero
Modelo da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR)
Formando
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Geometria molecular
Quatro pares de elétrons ao redor do átomo central tenderão a adotar as posições dos vértices de um tetraedro.
Tetraedro
Modelo da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR)
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Geometria molecular
Passos para a determinação da geometria de uma molécula:
1º) Escreva a fórmula eletrônica da substância e conte quantos pares de elétrons existem ao redor do átomo central.
Modelo da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR)
Par de elétrons:
- Ligação covalente simples, dupla ou tripla;
 Par de elétrons não usado em ligação.
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Geometria molecular
Passos para a determinação da geometria de uma molécula:
2º) Escolha a disposição geométrica que assegure a máxima distância entre os pares de elétrons.
Modelo da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR)
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Geometria molecular
Passos para a determinação da geometria de uma molécula:
3º) Embora os pares de elétrons sejam os responsáveis pela distribuição geométrica ao redor do átomo central, a geometria molecular é uma expressão da posição relativa dos núcleos dos átomos presentes na molécula.
Modelo da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR)
Assim, determinamos a geometria da molécula considerando apenas os átomos unidos ao átomo central.
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Geometria molecular
Modelo da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR)
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Geometria molecular
Modelo da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR)
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Geometria molecular
A distribuição dos átomos ao redor do átomo central determina os ângulos formados entre suas ligações.
O ângulo de ligação assume diversos valores.
Ângulo de ligação
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Geometria molecular
Ângulo de ligação
Exemplos:
Nas moléculas lineares CO2 e BF2 → 180º
Na molécula trigonal BF3 → 120º
Nas moléculas tetraédricas CCl4 e CH4 → 109º28’
Na água (angular) e na amônia (piramidal), os ângulos entre as ligações valem, respectivamente → 104,5º e 107º
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Geometria molecular
Ângulo de ligação
 Linear Trigonal plana Tetraédrica
180°
120°
109° 28’
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Polaridade das ligações
Eletronegatividade
Tendência que o átomo de determinado elemento apresenta de atrair elétrons, quando ligado a outro(s) átomo(s).
Embora essa atração se dê sobre todo o ambiente eletrônico que circunda o núcleo do átomo, é de particular interesse a atração que o núcleo exerce sobre os elétrons envolvidos na ligação química.
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Polaridade das ligações
Eletronegatividade
Valores de eletronegatividade
Escala elaborada por Pauling
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Polaridade das ligações
Eletronegatividade
A partir desses valores, pode-se construir uma “fila” com alguns dos elementos que aparecem frequentemente no estudo da química:
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Polaridade das ligações
Ligações polares e apolares
Uma ligação covalente é polar quando dois átomos que estabelecem essa ligação possuem diferentes eletronegatividades.
Exemplo:
Uma molécula de HF → F é mais eletronegativo que H → o par de elétrons compartilhado não é atraído igualmente por ambos os átomos → encontra-se mais deslocado no sentido do F.
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Polaridade das ligações
Ligações polares e apolares
Dizemos que no flúor aparece uma carga parcial negativa (δ -) e no hidrogênio, uma carga parcial positiva (δ +).
Então, a ligação entre o F e o H é denominada ligação covalente polar porque nela existem dois polos elétricos, um negativo e outro positivo.
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Polaridade das ligações
Ligações polares e apolares
Uma ligação covalente é apolar quando dois átomos que estabelecem essa ligação possuem eletronegatividades iguais.
Exemplo:
Uma molécula de H2 → ambos os átomos (dois átomos de H) apresentam a mesma eletronegatividade → não há polarização na ligação → ligação covalente apolar.
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Polaridade das ligações
Ligação iônica X ligação covalente
À medida que a diferença de eletronegatividade aumenta, os elétrons são atraídos com predominância cada vez maior por um dos átomos.
A ligação iônica pode ser definida como um caso extremo da ligação covalente polar.
A diferença de eletronegatividade entre os átomos participantes é tão grande que o elétron compartilhado por ambos é transferido de um átomo para outro.
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Polaridade das ligações
Ligação iônica X ligação covalente
Diferenças de eletronegatividade:
> 2: ligação com forte caráter iônico
< 1,5: ligação com predominância do
caráter covalente
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Polaridade das ligações
Polaridade das moléculas
A polarização da ligação apresenta uma direção, um sentido e uma intensidade que depende da diferença de eletronegatividade (∆) entre os átomos.
Podemos representar a polarização por um vetor.
Vetor momento de dipolo ou momento dipolar → representado por  → é aquele que representa a polarização de uma ligação covalente.
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Polaridade das ligações
Polaridade das moléculas
O vetor  possui a direção da reta que passa pelo núcleo dos átomos que tomam parte na ligação considerada e é orientado no sentido do polo positivo para o negativo. 
As ligações apolares possuem vetor momento dipolo nulo →  = 0
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Polaridade das ligações
Polaridade das moléculas
No caso de moléculas com mais de dois átomos, a análise fica um pouco mais complicada porque cada ligação tem um vetor.
Para saber se a molécula é polar ou apolar, devemos somar todos os vetores momento dipolo detodas as ligações e verificar se o vetor resultante é nulo ou não.
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Polaridade das ligações
Polaridade das moléculas
Este valor resultante é denominado vetor momento de dipolo resultante e é representado por R 
Se ele for nulo → molécula apolar, caso contrário será → molécula polar.
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Polaridade das ligações
Polaridade das moléculas
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Polaridade das ligações
Polaridade das moléculas
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Polaridade das ligações
Simetria molecular
É um método mais simples de determinar se uma molécula é polar ou apolar.
Baseia-se na simetria do ambiente eletrônico que circunda o átomo central.
Método relativamente limitado a moléculas que apresentem um único átomo central ligado a todos os demais átomos da molécula.
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Polaridade das ligações
Simetria molecular
Dois casos possíveis:
1º) Não há pares de elétrons não compartilhados e todos os átomos ligados ao átomo central são iguais.
Disso resulta uma molécula apolar.
Nesse caso, existe uma simetria do ambiente eletrônico ao redor do átomo central, o que faz a molécula ser apolar.
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Polaridade das ligações
Simetria molecular
Exemplos:
2 átomos de Cl
Nenhum par de e– não compartilhado
2 átomos de O
Nenhum par de e– não compartilhado
átomos de F
Nenhum par de e– não compartilhado
4 átomos de H
Nenhum par de e– não compartilhado
Simetria ao 
redor do Be
Simetria ao redor do C
Simetria ao redor do B
Simetria ao redor do C
Molécula apolar
Molécula apolar
Molécula apolar
Molécula apolar
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Polaridade das ligações
Simetria molecular
Dois casos possíveis:
2º) Há um ou mais pares de elétrons não compartilhados e/ou nem todos os átomos ligados ao átomo central são iguais.
Disso resulta uma molécula polar.
Nesse caso, existe uma assimetria do ambiente eletrônico ao redor do átomo central, o que faz a molécula ser polar.
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Polaridade das ligações
Simetria molecular
1 átomo H
1 átomo N
1 átomo O
2 átomos H
3 átomos H
1 par de e– não compartilhado
2 átomos H
2 pares de e– não compartilhados
Assimetria ao 
redor do C
Molécula polar
Assimetria ao 
redor do C
Molécula polar
Assimetria ao 
redor do N
Assimetria ao 
redor do O
Molécula polar
Molécula polar
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Polaridade das ligações
Polaridade e solubilidade
Soluto polar tende a se dissolver em solvente polar.
Soluto apolar tende a se dissolver em solvente apolar.
Quando o solvente é polar e o soluto é apolar, ou vice-versa, não existe tendência para solubilização.
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Polaridade das ligações
Polaridade e solubilidade
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Polaridade das ligações
Polaridade e solubilidade
Alguns exemplos:
Compostos polares: metanol (ou álcool metílico CH3OH), álcool comum (etanol ou álcool etílico CH3CH2OH), éter dietílico (éter comum ou éter etílico CH3CH2OCH2CH3) e acetona (H3CCOCH3). 
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Polaridade das ligações
Polaridade e solubilidade
Alguns exemplos:
Compostos apolares: derivados diretos do petróleo (gasolina, benzina, benzeno, querosene, óleo diesel, óleo lubrificante, parafina, vaselina, etc.), óleos e gorduras de origem animal ou vegetal.
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