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28/11/2018 1 GEOMETRIA MOLECULAR AULAS DE QUÍMICA 1 TEREZA CRUZ Nuvens Eletrônicas Quando se tratar de moléculas com três ou mais átomos, considera-se uma nuvem eletrônica para os casos: Ligação covalente simples Ligação covalente dupla Ligação covalente tripla Par de elétrons não ligante GEOMETRIA MOLECULAR DEPENDE: Disposição espacial dos núcleos dos átomos. Repulsão dos pares eletrônicos das ligações ou pares livres dos átomos. Obs. Toda molécula formada por dois átomos é sempre linear. 1) Desenhar as estruturas de Lewis da molécula ou íon e contar o número total de ligações ( nuvem) ao redor do átomo central. 2) Par de elétrons não ligantes, ligação simples, ligação dupla e ligação tripla são contados como uma nuvem. Passos para determinar as formas espaciais das moléculas com o modelo VSEPR 1) Determinar o arranjo organizando o número total de nuvens de elétrons. Levar em conta o fato da minimização das repulsões entre elas. 2) Usar a distribuição dos átomos ligados para determinar a geometria molecular. 28/11/2018 2 Imagem do Tito e Canto 2010 Formas Geométricas ÁTOMOS HIBRIDIZADOS: 1) sp linear (ex: BeH2, CO2, etc.) 2) sp2 trigonal (ex: BF3,, BH3, etc.) 3) sp3 tetraédrica (ex:CH4, SiH4, etc.) ÁTOMOS NÃO HIBRIDIZADOS: 1) 2 átomos linear (ex: H2, HCl, etc.) 2) 3 átomos angular (ex: H2O, SO2, etc.) 3) 4 átomos piramidal (ex: PH3, NH3, etc.) Formas Geométricas Exercícios de fixação: Proponha o desenho e determine a forma geométrica das espécies químicas abaixo: • SCl2 • BF3 • HCl • O3 • PH3 • CO2 • P4 • SiH4 POLARIDADE DAS LIGAÇÕES Definição: é o acúmulo de cargas elétricas iguais em regiões distintas da ligação pólos. Ligações iônicas: são fortemente polarizadas, onde cada íon que participa da ligação define um pólo da ligação. + _ Polaridade das Ligações Ligações covalentes: é função da diferença de eletronegatividade entre os átomos da ligação. Classificação: - Apolar: formadas por átomos de eletronegatividades iguais, a nuvem não se deforma. - Polar: formadas por átomos de eletronegatividade diferentes, a nuvem se deforma. Obs. Quanto maior a diferença de eletronegatividade entre os átomos maior a polarização. 28/11/2018 3 Polaridade das Ligações Ligação covalente apolar: Ligação covalente polar: H2 HCl H H H Cl + - POLARIDADE DAS MOLÉCULAS Definição: acúmulo de cargas elétricas em regiões distintas da molécula, sua força depende da polaridade das ligações e da geometria molecular. Momentum dipolar: é o vetor que orienta a polaridade da ligação, pólo positivo para o negativo. Ex: H Cl Momentum dipolar resultante (r): vetor que define a polaridade da molécula, soma dos vetores. Polaridade das Moléculas Molécula apolar: momentum dipolar (r) = zero. Ex: molécula do gás carbônico – CO2. O = C = O O C O r = Zero Molécula polar: momentum dipolar (r) zero. Ex: molécula da água – H2O. O H H O r Zero (polar) H H Polaridade das Moléculas Exercícios de fixação: 1. Os tipos de ligações dos compostos LiF, SCl2 e Cl2 são, respectivamente: a) covalente apolar, covalente polar e iônica. b) iônica, covalente apolar e covalente apolar. c) covalente polar, iônica e covalente apolar. d) covalente apolar, iônica e covalente polar. e) iônica, covalente polar, covalente apolar. 2. Dadas as moléculas O2, PCl3, BeH2, C5H10 e CHCl3 o número de moléculas polares é: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 3. Dos solventes abaixo, o mais indicado para dissolver enxofre (S8) é: a) H2O (água) d) CS2 (dissulfeto de carbono) b) C2H5OH (álcool etílico) e) C3H8O3 (glicerina) c) HCCl3 (clorofórmio) LIGAÇÕES INTERMOLECULARES DEFINIÇÃO: ligações entre as moléculas de substâncias no estado sólido ou líquido. Tipos de ligações intermoleculares: 1) Ligação Dipolo – Dipolo: ocorrem entre as moléculas polares. 2) Pontes de Hidrogênio: ocorrem entre moléculas fortemente polarizadas, quando o H se encontra ligado aos átomos de F, O e N. 3) Ligação Dipolo Induzido – Dipolo Induzido: ocorrem entre as moléculas apolares. 28/11/2018 4 Ligação dipolo-dipolo Ligação dipolo induzido- dipolo induzido Forças Intermoleculares e as Propriedades PF e PE Dois fatores influem nos PF e PE: 1) Ligações intermolecular: quanto maior a intensidade das forças de ligação, maiores os PF e PE da substância. Ordem crescente da intensidade de interação: Dipolo induzido < dipolo – dipolo < pontes de H 2) O tamanho das moléculas: quanto maior o tamanho das moléculas, maiores o PF e PE da substância. Forças Intermoleculares e as Propriedades PF e PE Exemplos: PE Tamanho da molécula 100 0 - 100 H2O H2S H2Se H2Te PE Tamanho da molécula CH4 SeH4 GeH4 SnH4 Exercícios de fixação: 1. Considere as seguintes substâncias químicas: H2, CH4, HCl, H2S e H2O. Qual delas apresenta moléculas associados por pontes de hidrogênio? a) H2 b) CH4 c) HCl d) H2S e) H2O CH3OH H H H H H H H H O O C C CH3OH H H O O CH3OH CH3OH CH3OH OH OH CH3OH OH- OH- 2. A figura que melhor representa a evaporação do metanol (CH3OH) é: a) b) c) d) e)
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