Geometria Molecular

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Geometria molecular e polaridade
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Geometria molecular
• É o arranjo tridimensional dos átomos em uma molécula
• Afeta muitas propriedades físicas e químicas
• Os comprimentos e ângulos de ligação têm de ser determinados experimentalmente.
• Método simples:
• Conhecendo apenas o número de elétrons ao redor do átomo central na estrutura de
Lewis.
• Método baseado na hipótese de que os pares de elétrons na camada de valência se
repelem mutuamente.
• Par ligante (domínio ligante): o par de elétrons responsável por manter dois
átomos unidos.
• Par isolado (domínio não ligante): par que de elétrons que não participa da
ligação entre dois átomos.
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RPECV ou VSEPR
• Modelo de Repulsão dos Pares Eletrônicos da Camada de Valência
• A teoria RPECV se concentra nas repulsões dos pares eletrônicos.
• As repulsões entre grupos de elétrons nos átomos interiores (central) de uma molécula determinam 
a geometria da molécula.
• A geometria preferida de uma molécula é aquela em que os grupos de elétrons têm a mesma 
separação máxima possível (menor energia).
• A geometria depende:
• Do número de grupos de elétrons em torno do átomo central
• De quantos desses grupos de elétrons são grupos ligantes e quantos são pares isolados.
• As geometrias são baseadas em cinco formas básicas.
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Estruturas básicas
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Estruturas básicas e complexas “derivadas”
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RPECV ou VSEPR
• Considerações
• As ligações duplas e triplas podem ser tratadas como se fossem ligações simples
• Ligações múltiplas são mais volumosas – repelem um pouco mais
• Se uma molécula tiver duas ou mais estruturas de ressonância, podemos aplicar o 
modelo RPECV a qualquer um delas.
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RPECV ou VSEPR - ideia
1) Visualizar todos os pares eletrônicos e determinar o seu arranjo
Considerar que os pares eletrônicos devem apresentar a máxima separação 
possível (repulsão das densidades eletrônicas)
2) Esquecer os pares isolados e determinar o arranjo espacial dos 
ÁTOMOS baseando-se nas estruturas básicas
3) Considerar que o tipo de repulsão pode distorcer o arranjo
par isolado – par isolado > par isolado – átomo > átomo – átomo
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Moléculas sem pares isolados no átomo central
Moléculas lineares
• Moléculas lineares
• Fórmula geral (AB2) – três átomos
• Geometria linear
• Os átomos ficam em uma linha reta
• Ângulo de ligação de 180°
• Geralmente não seguem a regra do octeto
• Exemplos:
• CO2
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Moléculas triangulares planas
• Moléculas triangulares planas
• Fórmula geral (AB3) – quatro átomos
• Geometria triangular plana (triangular planar)
• Os átomos ligantes ficam localizados nas vértices de um triângulo bidimensional 
(no plano) 
• Ângulos de ligação de 120°
• Exemplos:
• BF3; 
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Moléculas tetraédricas
• Moléculas tetraédricas
• Fórmula geral (AB4) – cinco átomos
• Geometria tetraédrica – o tetraedro é uma figura geométrica de quatro lados em 
forma de pirâmide com faces triangulares. 
• Os átomos ligantes ficam localizados nas vértices de tetraedro 
• Ângulos de ligação de 109,5°
• Exemplo:
• CH4
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Moléculas bipiramidais triangulares
• Moléculas bipiramidais triangulares (trigonais)
• Fórmula geral (AB5) – seis átomos
• Geometria bipiramidal trigonal – consiste em duas pirâmides triangulares que 
compartilham uma base comum. 
• Os átomos ligantes ficam localizados nas vértices da figura
• Ângulos de ligação de 120° no plano da base e 90° no eixo axial
• Exemplo:
• PCl5
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Moléculas octaédricas
• Moléculas octaédricas
• Fórmula geral (AB6) – sete átomos
• Geometria octaédrica – figura de oito lados – duas pirâmides de base quadrada 
compartilhando a mesma base
• Os átomos ligantes ficam localizados nas vértices da figura
• Ângulos de ligação de 90°
• Exemplo:
• SF6
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Molécula Domínios ligantes Arranjo dos pares eletrônicos Geometria da molécula
BeCl2
H2CO
NH4
+
PBr5
SCl6
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Moléculas com pares isolados no átomo central
Considerações
• A geometria da molécula é dependente da geometria dos pares
eletrônicos (ligantes e não-ligantes)
• Três tipos de forças repulsivas
𝑝𝑎𝑟 𝑖𝑠𝑜𝑙𝑎𝑑𝑜
𝑝𝑎𝑟 𝑖𝑠𝑜𝑙𝑎𝑑𝑜
>
𝑝𝑎𝑟 𝑖𝑠𝑜𝑙𝑎𝑑𝑜
𝑝𝑎𝑟 𝑙𝑖𝑔𝑎𝑛𝑡𝑒
>
𝑝𝑎𝑟 𝑙𝑖𝑔𝑎𝑛𝑡𝑒
𝑝𝑎𝑟 𝑙𝑖𝑔𝑎𝑛𝑡𝑒
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104.5O107O
N
HHH
C
H
HHH
109.5O
O
HH
Regras para determinar a geometria por RPECV
1. Escreva a estrutura de Lewis da molécula, considerando apenas os pares de 
elétrons em torno do átomo central.
2. Conte o número de elétrons ao redor do átomo central (ligantes e isolados). 
Trate as ligações duplas e triplas como se fossem ligações simples.
3. Preveja o arranjo dos pares eletrônicos.
4. Desconsidere os pares isolados e preveja a geometria da molécula 
baseando-se nas estruturas básicas
5. Para prever os ângulos das ligações leve em consideração a densidade 
eletrônica das ligações duplas e triplas.
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C O
Cl
Cl
111.4o
124.3o
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Molécula Tipo Domínios 
ligantes
Domínios 
não ligantes
Arranjo dos pares eletrônicos Geometria da molécula
SO2
NH3
H2O
SF4
ClF3
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Molécula Tipo Domínios 
ligantes
Domínios 
não ligantes
Arranjo dos pares eletrônicos Geometria da molécula
I3
–
BrF5
XeF4
BrF3
20
Molécula Tipo Domínios 
ligantes
Domínios 
não ligantes
Arranjo dos pares eletrônicos Geometria da molécula
O3
BrIF–
COCl2
CH3Cl
PCl4F
Moléculas com pares de elétrons isolados
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Moléculas com pares de elétrons isolados
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Moléculas com pares de elétrons isolados
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Moléculas com mais de um átomo central
• Dificilmente conseguimos definir a geometria global da molécula nesses 
casos.
• Conseguimos descrever a geometria em torno de cada “átomo central”.
• A glicina:
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Moléculas com mais de um átomo central
• Exemplos:
H3COH, C2H4, C2H2, CH3COOH
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Momento de dipolo
• Sobre o HCl
• Aplicando um campo elétrico:
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Polaridade de ligação
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 eletronegatividade
0 0,5 1,7
covalente
apolar
covalente
polar
iônica
3,3
H—H
Cl—Cl
+  –
H—Cl
Na+ Cl–
Polaridade de ligação
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Aumento do caráter covalente
Polaridade de ligação
• HF
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H F
• O flúor tem maior eletronegatividade que o 
hidrogênio.
• Isso significa que os elétrons na ligação 
são desviados em direção ao átomo de F.
• Os elétrons se deslocam na direção do 
átomo de F.
O flúor polariza a molécula.
extremidade mais positiva
(+)
extremidade mais negativa
(−)
Momento de dipolo em moléculas
• Moléculas apolares: aquelas em que a soma dos vetores de momento 
de dipolo se anulam, ou seja, ou vetor líquido é igual a zero.
• Moléculas polares: quando os vetores de momento dipolo não se 
anulam, a soma dos vetores é diferente de zero.
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Momentode dipolo
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Manipulando vetores – uma dimensão
• Para somar dois vetores que ficam na mesma linha, atribua um sentido como
positivo.
• Os vetores que apontam nesse sentido têm magnitude positiva.
• Considere os vetores apontando no sentido oposto como tendo magnitude 
negativa.
• Em seguida adicione os vetores (considerando os sinais)
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Manipulando vetores – duas ou mais dimensões
• Para somar dois vetores, desenhe um paralelogramo no qual dois vetores
formam dois lados adjacentes.
• Desenhe outros dois lados do paralelogramo paralelos aos dois vetores
originais e com o mesmo comprimento deles.
• Desenhe o vetor resultante começando na origem e se estendendo até o vértice
distante do paralelogramo.
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Manipulando vetores – duas ou mais dimensões
• Para somar três ou mais vetores, some dois deles primeiro e, então, some o
terceiro vetor ao resultado.
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Procedimento para determinação da polaridade
1. Desenhe a estrutura de Lewis para a molécula e determine sua geometria
molecular.
2. Determine se a molécula contém ligações polares.
2.1. torne o comprimento do vetor proporcional à diferença de eletronegatividade
entre os átomos ligantes.
2.2. faça um vetor relativamente pequeno, caso tenha pares isolados no átomo
central.
3. Determine se as ligações polares se somam formando um momento de dipolo
líquido.
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Momento de dipolo
• CO2 e H2O
• CCl4; CH3Cl e CH2FCl
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H2O
Dipolos individuais
Momento dipolar 
resultante
CO2
Dipolos de ligação
Momento dipolar resultante = 0
• Se os quatro átomos ligados ao átomo central em uma
molécula forem iguais, os momentos de dipolo se cancelam e
a molécula é apolar.
• Se um ou mais átomos terminais forem substituídos por
átomos diferentes, então os momentos de dipolos
associados às ligações não se cancelam e temos uma
molécula polar.
Momento de dipolo
• cis-C2H2Cl2 e trans-C2H2Cl2 
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cis-C2H2Cl2 trans-C2H2Cl2
Momento de dipolo
• NH3; NF3 e NH2F
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Momento de dipolo – cuidado!
Uma molécula será apolar se:
(a) As ligações forem apolares ou 
(b) Não houver pares isolados na camada de valência do átomo central e
todos os átomos ligados ao átomo central forem os mesmos.
Uma molécula será polar se:
O átomo central tiver pares de elétrons isolados
As regras se aplicam para os casos XeF2 e XeF4?
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Momento de dipolo
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Consequência da polaridade
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