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Universidade Estadual de Santa Cruz Prof. Dr. Rodrigo Luis Santos “Teoria das Ligações: Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência” Departamento de Ciências Exatas e Tecnológicas Curso: Engenharia Química Disciplina de Química Geral I Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência (RPECV ou VSEPR) O RPECV procura explicar o arranjo geométrico dos pares eletrônicos em torno de um átomo central em termos de repulsão eletrostática entre os pares de elétrons. A camada de valência é a camada mais energética de um átomo que se encontra ocupada por elétrons; nessa camada encontram-se os elétrons que estão normalmente envolvidos na formação de ligações químicas. Fórmula de Lewis Exemplo da aplicação da RPECV: Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência (RPECV ou VSEPR) Como justificar as diferenças nos ângulos de ligação? Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência (RPECV ou VSEPR) R: eletronegatividade Exemplo: os pares eletrônicos da ligação F-C estão mais próximos do F fazendo com a nuvem eletrônica das ligações C=O sofra menor repulsão. O mesmo comportamento pode ser observado nos OF2 e OCl2. Porém quando comparado com a H2O isso não é observado! R: neste caso, uma vez que o átomo de H é muito pequeno, os dois pares de elétrons isolados do O influenciam muito mais a repulsão das ligações. Como determinar a geometria de uma molécula? Escrever a estrutura de Lewis do composto e determinar o número estérico. Para cada Número Estérico e pares isolados de elétrons existe uma geometria molecular. Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência (RPECV ou VSEPR) Número Estérico: É definido como o número de pares de elétrons total ao redor do átomo central (incluindo pares de elétrons ligados e isolados) Regras Básicas Ligações duplas ou triplas são tratadas como se fossem ligações simples. Moléculas com estruturas de ressonância não interferem na determinação da geometria. Os pares de elétrons da camada de valência tendem a se orientar de maneira que a energia total da molécula seja mínima. Os pares eletrônicos não compartilhados são mais volumosos do que os pares compartilhados. A repulsão é maior entre dois pares não compartilhados. Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência (RPECV ou VSEPR) Influência dos Pares Não-Ligantes no Ângulo de Ligação 4 pares de elétrons tetrahedralOrientação: tetraédrica Repulsão nos pares de elétrons não ligantes é maior e portanto fazem com que o ângulo das ligações sejam menores. Regra Básica: A força de repulsão aumenta com a diminuição do ângulo de ligação entre os pares. Repulsão entre as ligações químicas 90 ° > 120 ° > 180 ° Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência (RPECV ou VSEPR) Em qual das duas posições (axial ou equatorial) o par eletrônico vai estar localizado? Por que? R: o par isolado irá ocupar sempre as posições com menor repulsão, no caso as posições equatoriais. Exercícios Determine o arranjo de elétrons e a geometria das moléculas: NF3 IF5 XeF4 Arranjo dos elétrons: Geometria: Tetraédrico Octaédrico Octaédrico Pirâmide trigonal Pirâmide quadrada Quadrado planar Momento Dipolar e Polaridade das Moleculas H F regiao rica em elétronsregiao pobre em elétrons d+ d- m = Q x r O2 (molécula apolar) HF (molécula polar) Onde: μ = momento dipolar, grandeza vetorial, unidade Debye (D) Q = magnitude da carga r = distancia da carga Comportamento das Moléculas Polares Comportamento de moléculas polares (a) na ausência de um campo elétrico externo e (b) na presença de um campo elétrico externo. As moléculas apolares não são afetadas por um campo elétrico. Polaridade da Molécula Dentre as moléculas (H2O, SO2, CO2 e CH4) qual apresenta momento dipolar? Diga, também, se a molécula é polar ou apolar. O momento dipolar molecula polar CO O Sem momento dipolar Molecula apolar S Momento dipola molecula polar C H H HH Sem momento dipolar Molecule apolar As moléculas abaixo sao polares ou apolares? Dicloroetano C2H2Cl2 Momentos dipolares se anulam: molécula Apolar Diclorometano CH2Cl2 Momentos dipolares não se anulam: molécula Polar Polaridade da Molécula Ordem decrescente de eletronegatividade dos principais ametais: F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H Polaridade da Molécula Uma vez conhecida a estrutura da molécula fica fácil prever se ela é polar ou apolar Estrutura Linear: Molécula Apolar AX2 Estrutura Linear: Molécula Polar AXY Estrutura Angular: Molécula Polar AX2E2 Estrutura Pirâmide Trigonal: Molécula Polar AX3E Polaridade da Molécula Estrutura Trigonal Plana: Molécula Apolar AX3 Estrutura Bipirâmide Trigonal: Molécula Apolar AX5 Polaridade da Molécula Estrutura Octaédrica: Molécula Apolar AX6 Estrutura Bipirâmide Trigonal: Molécula Polar AX4Y Polaridade da Molécula Estrutura Tetraédrica: Molécula Apolar AX4 Estrutura Tetraédrica: Molécula Polar AX3Y Polaridade da Molécula Exercícios Diga se as moléculas abaixo são polares ou apolares: NF3 IF5 XeF4 Pirâmide trigonal Pirâmide quadrada Quadrado planar Polar Polar Apolar
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